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《哈尔滨工业大学》 2010年
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月球车地面六分之一重力试验系统的位姿确定方法研究

孙小雷  
【摘要】: 月球车地面六分之一重力试验系统是我国探月二期中一项重要的验证任务,本文主要研究了一种基于CCD检测月球车质心的三维位置与姿态的新方法,来对六分之一重力模拟的执行系统进行导航。 本文完成了以下研究工作: 1.深入分析国内外最新研究资料,对非接触式三维位置检测方法及其应用进行了研究; 2.深入研究了CCD的位置检测技术,在比较几种检测方法的基础上研究了一种既可以检测出月球车的位置同时又能解算出姿态的新的位姿确定方法。以月球车上三个点亮的LED为探测目标,通过成像系统将LED成像与CCD的敏感面上,经过数据采集卡信号处理,将CCD输出的电信号转化成为LED的位置信号,建立数学模型,解算出月球车的三维位置及姿态; 3.对基于以上方法的三维位置检测系统进行了研究,设计了验证实验系统,将CCD相机、数据采集卡、PC计算机、LED系统集成为三维位置检测位姿确定系统。设计了实验方案并进行了实验验证,验证了本文所设计的位姿确定方法的正确性,可行性和实用性; 4.对该位姿确定方法的误差进行了初步分析,提出了以后的改进方向,为今后该检测方法和系统的优化和应用提供了参考。 本文为非接触式测量物体的三维位置和姿态提供了一种新颖的检测方法和系统。
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