[发明专利]基于增强现实的卫星电缆铺设导引系统及导引方法

权利要求书

1.基于增强现实的卫星电缆装配导引系统，包括导引信息生成模块、图像采集模块、电缆识别模块、舱板定位模块、导引信息可视化模块、导引状态控制模块，其中，导引信息生成模块用于读取存储于外部的电缆走向、电缆三维模型、电缆支架布局、卫星舱板结构三维模型、电缆铺设要求的信息数据，形成电缆网信息数据集，电缆网信息数据集供电缆识别模块、导引状态控制模块、舱板定位模块，以及导引信息可视化模块调用；图像采集模块用于拍摄工作场景，并将图像传输至电缆识别模块、舱板定位模块、导引信息可视化模块；电缆识别模块用于识别工作场景中的电缆插头、电缆分支或电连接器，该模块通过图像采集模块获取工作实景画面，从画面中识别编码图案，通过对图案进行分析，得到电缆插头、电缆分支、电连接器的编号，并将确认结果提供至导引状态控制模块；舱板定位模块用于计算工作场景中卫星舱板的位姿参数，模块工作前，由用户在电缆支架上安放作为电缆支架特征的标志点，模块开始工作后，通过图像采集模块获取工作场景图像，识别图像中的一组标识点，然后将标志点间的相对位置关系与导引信息生成模块提供的电缆支架布局信息进行相似度比对，找出与该组标志点布局相似度最大的一组电缆支架；通过测量导引信息生成模块提供的电缆支架三维模型与舱板三维模型，获得标志点与其所在卫星舱板内表面的相对位置关系，进而确定卫星舱板内表面所在平面的位姿参数，并将该参数提供至导引信息可视化模块；导引信息可视化模块用于在工作场景图像上叠加显示虚拟的工艺导引信息，接受导引状态控制模块提供的导引指令选择显示的导引类型及具体内容；导引状态控制模块用于接收用户的操作指令，查询由导引信息生成模块提供的电缆网信息集，按既定的逻辑控制导引信息可视化模块对工艺导引信息进行显示，导引状态控制模块接收该指令后，按编号查询由导引信息生成模块提供的对应电缆网信息集，根据预定义的安装规则控制导引信息可视化模块，按步骤对电缆分支模型、电缆支架位置、穿舱孔位置、电缆铺设要求进行展示，在铺设导引过程中，记录电缆网铺设的进度，使用户中断导引后能够从中断的步骤继续在导引下进行铺设操作。

2.如权利要求1所述的系统，其中，可显示的信息类型包括：（1）电缆网三维模型；（2）电缆支架位置提示；（3）电缆分支走向提示；（4）电缆插头位置提示；（5）穿舱孔位置提示；（6）电缆分支末端的冗余长度；（7）其他工艺要求的文字描述。

3.如权利要求1所述的系统，其中，对于与舱板位置有依赖关系的导引信息，导引信息可视化模块根据导引内容与舱板的相对位姿关系和舱板定位模块提供的卫星舱板位姿参数，计算虚拟物体在实际场景中应处的位置，然后按该位置对虚拟对象进行渲染和显示。

4.如权利要求1所述的系统，其中，对于与舱板位置无依赖关系的导引信息，则直接渲染并显示于显示器上。

5.如权利要求1所述的系统，其中，用户操作指令及对应的控制逻辑包括：（1）电缆网信息展示指令；（2）电缆分支铺设导引指令，其包含需要引导安装的电缆网编号。

6.如权利要求1所述的系统，其中，导引状态控制模块接收由用户或电缆识别模块提供的电缆网、电缆分支、电缆插头的编号，并按编号查询由导引信息生成模块提供的电缆网信息集，然后控制导引信息可视化模块对该电缆网信息集中的被查询信息进行展示。

7.基于增强现实的卫星电缆装配导引方法，其特征在于,采用根据权利要求1-6任一项所述的基于增强现实的卫星电缆装配导引系统，包括以下步骤：

1）导引准备，由导引信息生成模块从外部获取并生产电缆网信息后，向舱板定位模块提供电缆支架布局及舱板三维模型；用户在卫星舱体内开启系统后，舱板定位模块实现舱板位姿的持续识别，并将位姿参数实时传递至导引信息可视化模块；同时，电缆识别模块为用户确认需要查询或进行操作导引的电缆网编号，并将其作为参数传递至导引状态控制模块；

2）导引展示，导引状态控制模块向用户确认命令类型后，从导引信息生产模块中提取电缆网信息集，将需要展示的信息发送至导引信息可视化模块；导引信息可视化模块根据舱板定位模块持续提供的舱板实时位姿参数，将虚拟物体与实际物体进行融合展示。