CN104236944A - 频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用 - Google Patents

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王婉秋
王鹤
周亮
杨洋溢
王天罡
樊世超
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Abstract

本发明公开了一种频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用，将月面重力模拟系统的立体靶标上的5个基本特征点的频闪频率设置为某一固定频率，其他6个备用特征点分别设定与该固定频率不同的频率值。本发明与现有技术相比，使用了能够根据设定频率进行频闪的红外发光二极管，图像识别时不仅限定发光谱段同时也限定发光频率，满足以上两个条件的光源才能进入图像识别程序，大大提高了系统工作可靠性。

Description

频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用
技术领域
本发明属于月面重力模拟试验技术领域，具体涉及一种基于频闪靶标识别技术在月面重力模拟系统中的应用。
背景技术
中国专利201110443682.X公开了一种用于巡视器地面行走试验的月面重力模拟系统，其中披露的月面巡视器的重力模拟系统可划分为位姿测定子系统、二维跟踪子系统、恒拉力子系统。其中位姿测定子系统主要实现对于月球巡视器的位置和姿态的解算，输出控制系统跟踪的偏差量给出控制系统的反馈信号，形成控制闭环。位姿测定子系统主要由两个部分组成，一部分是和二维跟踪平台固定在一起的相机，另一部分是和月面巡视器固定在一起的立体靶标，通过由相机来判断靶标的位置从而计算出巡视器质心相对于吊点的位置。上述立体靶标上分布着11个空间相互坐标位置已知的红外发光二极管。在计算中使用5个特征点(2个高点，3个低点)，其他6个作为遮挡点的备用。在测量过程中，通过这5个特征点的成像分析以及各特征点之间的几何约束，利用5点姿态估计算法确定这些特征点相对于相机坐标系的空间坐标，然后通过质心与光学特征点之间的空间位置关系确定质心在相机坐标系的空间坐标。最后根据吊点在相机坐标系的位置计算出月面巡视器质心相对于吊点的位置。
然而，现有的巡视器地面行走试验的月面重力模拟系统实际应用中，受到环境背景光干扰严重，会导致巡视器质心位置的误判或直接丢失位置信息，引起试验中断，图1a给出了现有技术中靶标的正常识别图像。图1b给出了现有技术中靶标的有杂光干扰图像。由此可见，现有技术中的红外发光二极管，确定了图像识别光谱段为红外光，但当环境背景光有红外光时，容易引起图像识别错误，例如图1b中的环境背景光存在红外光时的识别图像示意。然而，在实际工作过程中发现，由于系统工作环境的复杂性，所有11个靶标点即便限定了发光谱段与发光频率，仍有部分环境光可以同时满足两种限定条件，从而进入到图像识别程序中来，影响系统工作。可见，如何消除环境背景中红外光的影响是本领域的技术人员需要克服的主要技术难题。而在这种情况下，大多数的技术人员都容易想到的是改变靶标发光二极管的亮度或者更改光源谱段来增加识别度，来克服杂光的影响，但效果不佳。
发明内容
本发明的发明目的在于提供一种频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用，该应用通过出乎意料地改变发光二极管的频闪并特定地设置月面重力模拟系统的立体靶标上几个识别点的频率关系，从而显著地克服了环境背景中红外光的干扰，提高月面重力模拟系统工作可靠性。
为了实现上述目的，本发明采用了如下的技术方案：
一种频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用，将月面重力模拟系统的立体靶标上的5个基本特征点的频闪频率设置为某一固定频率，其他6个备用特征点分别设定与该固定频率不同的频率值。
其中，5个基本特征点包括2个高点和3个低点。
本发明与现有技术相比，使用了能够根据设定频率进行频闪的红外发光二极管，图像识别时不仅限定发光谱段同时也限定发光频率，满足以上两个条件的光源才能进入图像识别程序，大大提高了系统工作可靠性。
附图说明
图1a给出了现有技术中靶标的正常识别图像。
图1b给出了现有技术中靶标的有杂光干扰图像。
图2给出了本发明的基于频闪的靶标识别图像。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的空间结构的无损检测方法实施系统作进一步的说明。
中国专利201110443682.X公开了一种用于巡视器地面行走试验的月面重力模拟系统，该系统中的位姿测定子系统主要由两个部分组成，一部分是和二维跟踪平台固定在一起的相机，另一部分是和月面巡视器固定在一起的立体靶标，通过由相机来判断靶标的位置从而计算出巡视器质心相对于吊点的位置。上述立体靶标上分布着11个空间相互坐标位置已知的红外发光二极管。其中，频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用，是将月面重力模拟系统的立体靶标上的5个基本特征点的频闪频率设置为某一固定频率，0.0002Hz-0.001Hz，而其他6个备用特征点分别设定与该固定频率不同的频率值，例如0.00002Hz-0.0002Hz,以上频率可以根据所选发光光源的可设定频率选择,只要能够与图像识别程序对应即可使用。
本发明在基本特征点被遮挡情况下，说明环境背景光中带有这一固定频率的干扰，而备用点因为有着与基本特征点不同的频闪频率，仍然可以不受杂光干扰正常进入到图像识别程序，目标点可以被正确的定位，大大提高了系统工作的可靠性，结果参见图2。
尽管上文对本发明的具体实施方式进行了详细的描述和说明，但应该指明的是，我们可以对上述实施方式进行各种改变和修改，但这些都不脱离本发明的精神和所附的权利要求所记载的范围。

Claims (3)

1.一种频闪靶标识别在月面重力模拟系统中的应用，将月面重力模拟系统的立体靶标上的5个基本特征点的频闪频率设置为某一固定频率，其他6个备用特征点分别设定与该固定频率不同的频率值。
2.如权利要求1所述的应用，其中，5个基本特征点包括2个高点和3个低点。
3.如权利要求1所述的应用，其中，某一固定频率在0.0002Hz-0.001Hz之间，其他6个备用特征点的频率值在0.00002Hz-0.0002Hz之间。
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