【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于準光學系統裝配集成與測量，尤其涉及一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法及系統。
技術介紹
1、毫米波亞毫米波系統因其電磁波頻段較高，在系統設計與分析中往往借鑒光學領域的高斯波束概念進行模擬其空間傳播、耦合與變換。而其性質在類似與光的同時又存在一定區別，因此稱為準光。準光學系統類似于光學系統，其各項組件，如頻率選擇表面、極化柵網、反射鏡、以及饋源喇叭等，以一定的空間位姿排布形成多頻段同時饋電的系統。為確保系統的性能，類似于光學系統，準光學系統中組件的位姿裝配的精度要求達到亞毫米甚至微米級。但是又區分于光學系統，其無法直接采用相應頻段的光進行測試，實現快速直接的干涉結果或直接成像以反饋光路中組件的位姿關系并用于指導裝配調整。
2、當前國內外準光核心部組件實際裝調依然需要面向微米級機械精度指標，實施過程依賴于測量與裝調人員的經驗，即反復現場拆裝與測量調整。因此存在以下方面的問題：1、組件裝配后其性能特征受到空間的限制往往難以直接測量；2、組件的測量特征的加工誤差往往缺乏有效標定，而使得組件位姿的測量結果無法高精度的表達其性能特征在系統中的集成狀態；3、組件測量結果的分析獲得的與理論位置的偏差往往是在系統的坐標系下，而系統的坐標系往往遠離組件本體，使得該偏差值難以直觀引導組件的實際調整；4、組件實際調整過程中缺乏其狀態的高效反饋，造成需要反復調整的問題；5、而高精度的監測系統往往監測范圍有限，難以與面向整個準光學系統的精密測量系統兼容實現坐標系統的統一；6、隨著中高軌道準光學系統宇航環境與產品性
技術實現思路
1、為解決上述問題，本專利技術的目的是提供一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法及系統，針對現有技術中準光學組件裝配調整時缺乏位姿高精度高效的監測方法，同時缺乏以實際組件位姿進行量化的監測引導調整的計算方法的問題。
2、為實現上述目的，本專利技術的技術方案為：一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，包括以下步驟：
3、在裝配完成之后，在系統坐標系下對監控點位進行測量；
4、根據監控點位坐標值恢復出實測組件設計坐標系b，
5、基于在系統坐標系下的組件設計坐標系a和實測組件設計坐標系b計算兩坐標系旋轉矩陣及偏移量，計算獲取多自由度裝配位移與旋量偏差：δx、δy、δz、δrx、δry、δrz，旋轉矩陣為
6、對監測布局設計的監測點位進行調整量計算。
7、優選的，在裝配之前，先進行準光學組件檢測模型設計：
8、在一個組件上設計4個監測點位，監測點位不在同一個平面，位置布局在組件核心性能特征周圍間隔均勻布置；
9、設計監測設備，監測設備布置在與準光學系統裝配過程所在的同一平臺，通過調整監測設備位置確保監測穩定性，并調整監測設備位置確保組件的每個監測點位均位于監測設備的監測范圍。
10、優選的，在進行準光學組件檢測模型設計之后，對組件的性能特征及監測特征進行測量標定：
11、采用三坐標測量組件的性能特征并建模，其中反射鏡為在鏡面曲面或者平面進行點陣列采樣測量；
12、極化柵網與頻選無法直接測量性能特征，則為通過設計尺寸公差將極化柵網網絲線平面或頻率選擇表面的波束反射平面轉換至其框架平面，并通過框架平面的精密測量并進行設計偏移量轉換計算標定其性能特征；
13、饋源喇叭組件通過測量饋源喇叭口面圓柱及端面特征，測量獲取喇叭口部圓柱中心軸線及其與口部端面交點；
14、依據組件的性能特征對照設計模型恢復出組件上的設計坐標系a。
15、優選的，所述方法還包括，通過在組件設計坐標系下導出其性能特征與監測點位的坐標數據，在監測點位的理論坐標位置與實測位置一一關聯位置約束下，對性能特征與特征的理論模型進行擬合重構，建立組件實際狀態的模型，修正實際監測位置在性能特征周圍局部的位置，并更新于監測系統。
16、優選的，所述對監測布局設計的監測點位進行調整量計算進一步還包括：
17、對組件監測點位進行靜態測量獲得其坐標[x’,y’,z’]t；
18、基于[x’,y’,z’]t值恢復組件設計坐標系b；
19、計算監測點位x、y、z三軸向的偏移量：mx、my、mz，具體計算方法為：
20、
21、優選的，在對監測布局設計的監測點位進行調整量計算之后，在對多個監測點位的監測引導下進行裝配調整：
22、依據δx、δy、δz、δrx、δry、δrz對組件進行位姿調整與裝配補償；
23、對監測點位逐個進行監測，使其各點在三軸向的實測偏移量均接近mx、my、mz；
24、組件裝配緊固過程中保持監控，使各監控點位在三軸向的實測偏移量與mx、my、mz裝配公差處于預設范圍內。
25、基于相同的構思本專利技術還提供一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算系統，包括：
26、采集單元，用于在裝配完成之后，在系統坐標系下對監控點位進行監測測量；
27、實測計算單元，用于根據監控點位坐標值恢復出實測組件設計坐標系b；
28、偏差計算單元，用于基于在系統坐標系下的組件設計坐標系a和實測組件設計坐標系b計算兩坐標系旋轉矩陣及偏移量，計算獲取多自由度裝配位移與旋量偏差：δx、δy、δz、δrx、δry、δrz，旋轉矩陣為
29、調整量計算單元，用于對監測布局設計的監測點位進行調整量計算。
30、優選的，所述調整量計算單元依據采集單元對多個監測點位的監測數據，并調用偏差計算單元進行狀態偏差量計算，并進行實際需要偏移的量進行計算，并引導進行裝配調整：
31、依據δx、δy、δz、δrx、δry、δrz對組件進行位姿調整與裝配補償進行計算；
32、依據采集單元對監測點位逐個進行監測，根據實際獲得其各點在三軸向的實測偏移量，比較其與mx、my、mz的偏差并反饋于操作人員及裝配設備；
33、組件裝配緊固過程中保持監控，使各監控點位在三軸向的實測偏移量與mx、my、mz裝配公差處于預設范圍內，并將與理想位置的偏差反饋于操作人員及裝配設備。
34、基于相同的構思本專利技術還提供一種電子設備，包括：
35、存儲器，所述存儲器用于存儲處理程序；
36、處理器，所述處理器執行所述處理程序時實現如上述任意一項所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算系統。
37、基于相同的構思本專利技術還提供一種可讀存儲介質，所述可讀存儲介質上存儲有處理程序，所述處理程序被處理器執行時實現如本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，在裝配之前，先進行準光學組件檢測模型設計：
3.根據權利要求2所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，在進行準光學組件檢測模型設計之后，對組件的性能特征及監測特征進行測量標定：
4.根據權利要求3所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，所述方法還包括，通過在組件設計坐標系下導出其性能特征與監測點位的坐標數據，在監測點位的理論坐標位置與實測位置一一關聯位置約束下，對性能特征與特征的理論模型進行擬合重構，建立組件實際狀態的模型，修正實際監測位置在性能特征周圍局部的位置，并更新于監測系統。
5.根據權利要求1所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，所述對監測布局設計的監測點位進行調整量計算進一步還包括：
6.根據權利要求1所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法
7.一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算系統，其特征在于，包括：
8.根據權利要求7所述的系統，其特征在于，所述調整量計算單元依據采集單元對多個監測點位的監測數據，并調用偏差計算單元進行狀態偏差量計算，并進行實際需要偏移的量進行計算，并引導進行裝配調整：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種可讀存儲介質，其特征在于，所述可讀存儲介質上存儲有處理程序，所述處理程序被處理器執行時實現如權利要求1至6中任意一項所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法。
...【技術特征摘要】
1.一種準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
2.根據權利要求1所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，在裝配之前，先進行準光學組件檢測模型設計：
3.根據權利要求2所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，在進行準光學組件檢測模型設計之后，對組件的性能特征及監測特征進行測量標定：
4.根據權利要求3所述的準光學組件裝配過程位置姿態監測與裝配引導計算方法，其特征在于，所述方法還包括，通過在組件設計坐標系下導出其性能特征與監測點位的坐標數據，在監測點位的理論坐標位置與實測位置一一關聯位置約束下，對性能特征與特征的理論模型進行擬合重構，建立組件實際狀態的模型，修正實際監測位置在性能特征周圍局部的位置，并更新于監測系統。
5.根據權利要求1所述的準光學組件裝配過程位置姿態監...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李源，劉蘭波，翟新華，朱士琦，孫瑞峰，周恩華，
申請(專利權)人：上海航天測控通信研究所，
類型：發明
國別省市：
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