空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114114961A(43)申请公布日2022.03.01(21)申请号202210083991.9(22)申请日2022.01.25(71)申请人伸瑞科技（北京）有限公司地址100089北京市海淀区北清路68号院24号楼D座3层293申请人哈尔滨工业大学(72)发明人王常虹张桀睿夏红伟马广程李同顺朱文山(74)专利代理机构北京智燃律师事务所11864代理人柴琳琳(51)Int.Cl.G05B17/02(2006.01)权利要求书2页说明书8页附图5页(54)发明名称空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统(57)摘要本发明提供了一种空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统，该系统包括：双星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和综合管控装置，双星模拟器包括跟踪星模拟器和目标星模拟器，分别用于模拟跟踪星和目标星的六自由度运动；光学跟瞄装置用于采用跟瞄算法对目标星进行定位得到定位数据并发送至综合管控装置；动力学生成计算机用于生成目标星和/或跟踪星的动力学特性，以使得双星模拟器模拟跟踪星和目标星的十二自由度运动；综合管控装置用于监控双星模拟器的位姿信息，根据位姿信息和接收到的定位数据，以对光学跟瞄定位算法进行验证。该系统能够实现目标星和跟踪星的六自由度运动模拟，有效地对光学跟瞄定位算法进行高精度验证。CN114114961ACN114114961A权利要求书1/2页1.一种空间非合作目标光学跟瞄闭环验证系统，其特征在于，该系统包括双星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和综合管控装置：所述双星模拟器包括跟踪星模拟器和目标星模拟器，分别用于模拟跟踪星和目标星的六自由度运动；所述光学跟瞄装置安装在所述跟踪星模拟器上，采用跟瞄算法对所述目标星进行定位得到定位数据并发送至所述综合管控装置；所述动力学生成计算机用于生成目标星和/或跟踪星的动力学特性，以使得所述双星模拟器模拟所述跟踪星和所述目标星的十二自由度运动；所述综合管控装置用于监控所述双星模拟器的位姿信息，根据所述位姿信息和接收到的所述定位数据，以对光学跟瞄定位算法进行验证。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述光学跟瞄装置还用于在相机视场内捕捉目标星的特征点，并使所述目标星的特征点始终保持在视场中心，对所述目标星进行跟踪瞄准得到跟踪数据并发送至所述综合管控装置；所述综合管控装置还用于根据所述位姿信息和接收到的所述跟踪数据，以对光学跟瞄跟踪算法进行验证。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述目标星上设置有目标星模拟特征靶标。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述目标星模拟器、跟踪星模拟器、光学跟瞄装置、动力学生成计算机和/或综合管控装置分别配置有反射内存。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述反射内存通过光纤网络通信连接。6.一种用于权利要求1‑5任一项所述系统的双星模拟器，其特征在于，所述双星模拟器包括床身主体、跟踪星模拟器和目标星模拟器，所述床身主体包括铺设于地面上的运动导轨，所述运动导轨用于为所述跟踪星模拟器和所述目标星模拟器提供水平方向移动的运动平台。7.根据权利要求6所述的双星模拟器，其特征在于，所述跟踪星模拟器包括第一横梁和安装在所述第一横梁上的第一竖梁，所述目标星模拟器包括第二横梁和安装在所述第二横梁上的第二竖梁；所述第一横梁和所述第二横梁可沿所述运动导轨进行水平方向的运动；所述第一竖梁可沿所述第一横梁进行垂直方向的运动，所述第二竖梁可沿所述第二横梁进行垂直方向的运动。8.根据权利要求7所述的双星模拟器，其特征在于，所述跟踪星模拟器还包括安装在所述第一竖梁上的第一回转模拟器和安装在所述第一回转模拟器上的第一载荷承载装置；所述目标星模拟器还包括安装在所述第二竖梁上的第二回转模拟器和安装在所述第二回转模拟器上的第二载荷承载装置；所述第一回转模拟器用于模拟所述跟踪星进行三个自由度转动，所述第一载荷承载装置用于承载所述跟踪星的试验载荷；所述第二回转模拟器用于模拟所述目标星进行三个自由度转动，所述第二载荷承载装置用于承载所述目标星的试验载荷。9.根据权利要求8所述的双星模拟器，其特征在于，所述第二载荷承载装置用于通过单自由度全回转的方式模拟所述目标星进行自动旋转。2CN114114961A权利要求书2/2页10.一种用于权利要求1‑5任一项所述系统的光学跟瞄装置，其特征在于，所述光学跟瞄装置包括光学跟瞄模块和跟踪瞄准控制计算模块；所述光学跟瞄模块用于在相机视场内捕捉到目标星的特征点，并发送至所述跟踪瞄准控制计算模块；所述跟踪瞄准控制计算模块用于基于所述目标星的特征点，采用跟瞄算法对所述目标星进行定位得到定位数据并发送至所述综合管控装置，以及用于控制所述目标星保持在视场中心时，对所述目