保證一枚火箭成功發(fā)射，前期的試驗數據非常關鍵。如何用數字化技術為試驗數據精準“把脈”，航天科技集團一院102所研發(fā)的光學立體視覺測量技術就是其中的法寶之一。
為火箭保駕護航
3月30日21點52分，遠征一號火箭成功發(fā)射。6小時后，遠征一號進入預定軌道，上面級整流罩與雙星有序分離。在三體分離過程中，解鎖動作極快，只有數秒。在這一過程中，一旦發(fā)生碰撞，衛(wèi)星將不能進入預定軌道，甚至會發(fā)生墜落狀況。
在遠征一號前期地面試驗中，需要精準記錄解鎖瞬間過程，還原三體分離時平拋旋轉空間姿態(tài)和軌跡，并精準計算出三者之間的旋轉速度、角度、位置、姿態(tài)、距離、發(fā)生時刻等信息與理論值是否相對應，這并不容易。
“測量過程精確才能保障上天之后安心?！痹撍鶐缀斡嬃垦芯渴抑魅蝿⒖抡f道，分離試驗過程中只有數據翔實、精確才能判斷航天器關鍵設計是否合理。
在傳統(tǒng)火箭分離測量技術中，相機所拍攝的畫面多為平面圖，每秒鐘僅能拍攝百余幅照片，遠遠不能滿足遠征一號三體快速分離試驗三維立體測量的要求?！胺墙佑|測量、三維測量速度快、精度高是這次試驗測量的突出難點?！眲⒖陆榻B說。
而這一系列難點被該所自主研發(fā)的光學立體視覺測量技術化解了。
試驗中，試驗人員將被測產品通過三維掃描測量技術制作出的靜止立體輪廓圖，輸入計算機備用；然后用兩臺紅外相機以每秒3000幅圖片的速度進行立體拍攝，再通過交會立體成像技術解算分離物體的運動軌跡坐標，把立體圖片進行疊加，最后經過數據分析比對，進行結果判讀。
光學立體視覺測量技術將機器視覺科學與攝影測量科學相融合，借鑒生物視覺成像原理，以相機作為‘眼睛’獲取圖像，以計算機作為‘大腦’進行數字圖像處理，最后輸出立體測量結果。
光學立體視覺測量技術可以對型號產品試驗中高速運動的軌跡進行詳細描述，之后再把數據反饋給型號產品設計系統(tǒng)，從而達到驗證分離過程參數、指導改進設計的目的。
“利用視覺系統(tǒng)測量高速運動物體位置、姿態(tài)的這種技術，在保障科研生產方面應用廣泛。例如，飛行器分離試驗、火箭箭體變形試驗等都可以采用這種測量方式?！眲⒖抡f。
數字化研發(fā)一舉多得
早在2010年，102所就開始研究這項數字化技術。目前，該項技術已在數十個型號產品試驗中得到成功運用。在前不久開展的我國新一代運載火箭整流罩分離試驗的數據測量過程中，該項技術已開始大展身手。
“光學立體視覺測量技術作為102所緊跟世界科技前沿的科研成果代表，在保障型號任務研制過程中發(fā)揮了重要作用?！痹撍彼L繆寅宵說。
繆寅宵介紹，近年來，該所從型號產品需求出發(fā)，以數字化技術為牽引，將視野延伸到國際，博采眾長、敢于創(chuàng)新，研制出了以光學立體視覺測量技術為代表的一大批數字化新技術。
光學立體視覺測量技術是在高端先進制造領域應用需求牽引下形成的一項數字化工業(yè)光學精密測量技術。這種創(chuàng)新技術對型號研制的積極作用正在不斷顯現(xiàn)。
“我們緊跟世界前沿科學開展研究，然后用數字化研究成果服務中國航天型號任務，不僅可以給科研工作帶去更大的便利，同時還可以以點帶面牽引型號產品整體技術發(fā)展，可謂一舉多得?！笨娨f。
繆寅宵表示，將數字化與高端裝備制造相結合，將成為該所今后新型技術研發(fā)的主攻方向。該所將堅持軍民融合發(fā)展的思路，努力使數字化技術服務于型號研制和國民經濟建設。
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