空间机械臂多任务视觉相机电子学设计方法

摘要：

传统的CMOS空间相机大都采取以FPGA为核心的图像处理系统,图像采集能力强,但智能图像处理能力有限,无法满足空间机械臂视觉相机要求的图像采集、位姿测量、压缩传输等实时多任务需求.文章针对性设计了一种2FPGA+2DSP的异构多核心电子学架构,明确了嵌入式系统实现实时多任务处理的模块组成和功能划分;重点介绍了影响机械臂相机视觉任务核心的位姿测量算法的具体实现方法.通过使用六维运动机构对相机进行精测,结果显示:测试过程中视频压缩图像传输无卡顿、中断和丢包现象发生,图像输出正常,可实时计算与合作目标的位姿信息;在相机距离视觉靶标[600,1300]mm进行测量时,位置误差δx≤1.1948mm、δy≤3.5285mm、δz≤2.0620mm,姿态误差δα≤0.4030°、δβ≤0.3173°、γδ≤0.0612°,测量精度满足指标要求,可以实现位姿测量和压缩图像实时传输的多任务需求.

关键词：机械臂;视觉;视频压缩;位姿测量;空间相机

所属期刊栏目：42

分类号：V443(航天仪表、航天器设备、航天器制导与控制)

资助基金：国家科技重大专项基金No.2017ZX01013101-003

在线出版日期：2021-09-26（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共9页

页码：57-65