一种基于双目视觉的RCS检测系统及其检测方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于双目视觉的RCS检测系统及其检测方法，可以实现在RCS检测时，将被检测物体以及检测场景进行三维重建，对三维场景坐标系进行转换，与世界坐标系即RCS检测坐标系一致，把RCS检测数值与重建后的三维模型进行叠加，可以准确查看被测物体位置的RCS特征值。例如将隐身飞机停在停机坪或机库，通过双目视觉相机围绕隐身飞机进行360°的拍摄，实现对隐身飞机以及停机坪或机库的三维重建，生成被测物体的三维模型，同时生成隐身飞机及其位置的相关的坐标，然后获取隐身飞机的世界坐标系下的RCS检测值，通过计算机将RCS检测值与隐身飞机的三维模型进行叠加，分析隐身飞机的情况，反馈出相关信息。

【技术实现步骤摘要】
一种基于双目视觉的RCS检测系统及其检测方法
本专利技术涉及检测系统
，具体为一种基于双目视觉的RCS检测系统及其检测方法。
技术介绍
RCS是雷达隐身技术中最关键的概念，它表征了目标在雷达波照射下所产生回波强度的一种物理量。通俗地说，RCS就是雷达能看见的面积大小。雷达应用于军事后，雷达的散射截面积成为其中一个最重要、最基本的参数。20世纪五六十年代为识别洲际导弹真假弹头，八十年代由于飞行器的隐身与反隐身技术需要，使RCS的研究出现两次高潮。此后，鉴于RCS的重要价值和意义，过渡到应用RCS技术进行测试试验，用来设计和改进武器装备，提高隐身性能，以应对雷达侦察、监视、跟踪与目标识别。目前军事强国已经将RCS作为衡量军舰、飞机、导弹等装备隐身性能的重要指标。因此，RCS技术一方面被广泛运用于此类装备的设计、研究和制造，整机RCS测试成为鉴定隐身装备是否合格的最后一道程序；另一方面，通过RCS的技术融合，实现对目标运动姿态判别、目标结构和尺寸评估、目标类别的识别，以及区分目标真假，甚至还可以利用RCS测量结果合成目标图像。对于已经交付到各战区部队的隐身飞机，其隐身性能的日常维护需要进行随机的散射检测。由于之前的大型检测平台不具有相应的移动性和便携性，无法实现快速布置检测系统，实现散射特性的快速检测评估。针对这项迫切的需求，因此需要一种新的检测手段和设备，能够在现场(停机坪、机库)快速且准确的检测隐身飞机隐身性能的变化，并提供了评估缺陷的影响、给出维修意见。
技术实现思路
>本专利技术的目的在于提供一种基于双目视觉的RCS检测系统，以解决上述
技术介绍
中提出的之前的大型检测平台不具有相应的移动性和便携性，无法实现快速布置检测系统，实现散射特性的快速检测评估隐身飞机的位置变换的问题。为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于双目视觉的RCS检测系统，包括双目视觉相机、微波仪表组件、扫描架组件、天线馈源组件、检测计算机，各组件功能如下：双目视觉相机为蓝芯科技生产的工业级高精度双目视觉相机，型号为1310-U，或者类似可以达到该效果的双目视觉相机,主要工作原理与人眼类似，人眼能够感知物体的远近，是由于两只眼睛对同一物体呈现的图像存在差异，也称“视差”。物体距离越远，视差越小；反之则越大。通过对双目视觉相机“视差”的数据处理，即可得到物体的景深距离。双目视觉相机采用市面通用的相关产品，最大深度可以感知20米距离内的物体，可对待测物体进行三维重建，生成待测物体的三维模型；微波仪表组件采用超外差式微波接收机作为微波成像测量仪表主体架构，利用高速捷变频信号源作为本振及发射信号源，配合收发通道、超宽带天线系统、高速数字处理测控板以及测控软件算法形成高速近场专用雷达，频率范围覆盖200MHz到18GHz，触发以及数据读取速度可以比通用矢量网络分析仪快10倍左右，主要用于产生和处理射频信号；所述扫描架组件为高度和长度能滑动调节的结构，所述双目视觉相机、微波仪表组件、天线馈源组件安装在仪器舱内部，可快速拆卸连接扫描架组件移动结构上，扫描架组件水平行程为4米，垂直行程为6米，挂载负重为200KG；检测计算机安装的测控软件，通过软件下发的运动指令控制扫描架组件的水平以及竖直运动，可以对被测物体进行多维度的RCS检测；天线馈源组件为双极化天线，可使用相同的天线进行VV极化检测或HH极化检测，减少了天线数量，减轻了扫描架组件的挂载负担，同时也节省了放置空间；检测计算机包含千兆以太网卡进行数据的高速传输，同时也要具备GPU显卡进行成像运算，通过软件调用GPU显卡的数据运算，成像效率是CPU运算速度的10倍以上。所述天线馈源组件电性连接微波仪表组件，所述双目视觉相机、微波仪表组件电性连接检测计算机，双目视觉相机、微波仪表组件、天线馈源组件可拆卸连接扫描架组件；检测方法如下：步骤1：将隐身飞机停在停机坪或机库，通过双目视觉相机围绕隐身飞机进行360°的拍摄，实现对隐身飞机以及停机坪或机库的三维重建，生成被测物体的三维模型，同时生成隐身飞机及其位置的相关的坐标；步骤2：通过双目视觉相机的“视差”数据，通过软件处理后可获得被测物体的景深距离信息，获取当前场景以及被测物体三维模型的坐标关系；步骤3：将微波仪表组件连接到天线馈源组件之后，一同架设在扫描架组件的上端，检测计算机安装的测控软件，通过软件下发的运动指令控制扫描架的水平以及竖直运动实现对被测物体的雷达扫描工作。微波仪表组件产生射频信号通过天线馈源组件辐射到被测物体表面后，一部分被吸收、一部分被散射、一部分能量将反射回天线馈源组件，反射回天线馈源组件的能量通过微波仪表组件接收处理后传输给检测计算机，由检测计算机内的软件进行算法处理，得到当前位置的RCS值，并获取以天线馈源组件为世界坐标系下的RCS检测值；步骤4：通过矩阵变换，将双目视觉相机的坐标系转换为天线馈源组件的世界坐标系，把RCS检测值与被测物体的三维模型进行叠加，精确的定位当前位置的RCS值。将检测计算机输出的当前位置RCS值与出厂数据对比，可评估此区域的隐身性能的状态，若该区域RCS值小于出厂值，则为缺陷部位，检测计算机可给出缺陷的影响以及维修意见。有益效果本专利技术提供了一种基于双目视觉的RCS检测系统，具备以下有益效果：本专利技术可以实现在RCS检测时，将被检测物体以及检测场景进行三维重建，对三维场景坐标系进行转换，与世界坐标系即RCS检测坐标系一致，把RCS检测数值与重建后的三维模型进行叠加，可以准确查看被测物体位置的RCS特征值。可用于隐形飞机的检测，能够在现场(停机坪、机库)快速且准确的检测隐身飞机隐身变化通过与出厂隐身飞机隐身数据的比较，可给出缺陷的影响以及维修意见。同时本设备方便运输，同时能快速搭建，实现了对隐身飞机的位置变化及性能的精确测试。附图说明图1为本专利技术的结构示意图；图2为本专利技术的微波仪表组件结构示意图；图3为本专利技术的扫描架组件结构图；图4为本专利技术的天线馈源组件结构图；图5为本专利技术的检测计算机的结构图；图6为本专利技术的系统原理图。图中：双目视觉相机1、微波仪表组件2、扫描架组件3、天线馈源组件4、检测计算机5。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。请参阅0、图6，本专利技术提供一种技术方案：一种基于双目视觉的RCS检测系统，包括双目视觉相机1、微波仪表组件2、扫描架组件3、天线馈源组件4、检测计算机，如图1：所述双目视觉相机1电性连接天线馈源组件4，所述天线馈源组件4电性连接微波仪表组件2，所述微波仪表组件2、天线馈源组件4、双目视觉相机1电性连接检测计算机5；实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于双目视觉的RCS检测系统，其特征在于，包括双目视觉相机(1)、微波仪表组件(2)、扫描架组件(3)、天线馈源组件(4)、检测计算机(5)，所述天线馈源组件(4)电性连接微波仪表组件(2)，所述双目视觉相机(1)、微波仪表组件(2)、扫描架组件(3)电性连接检测计算机(5)，所述扫描架组件(3)为高度和长度能滑动调节的结构，所述双目视觉相机(1)、微波仪表组件(2)、天线馈源组件(4)可拆卸连接扫描架组件(3)移动结构上。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于双目视觉的RCS检测系统，其特征在于，包括双目视觉相机(1)、微波仪表组件(2)、扫描架组件(3)、天线馈源组件(4)、检测计算机(5)，所述天线馈源组件(4)电性连接微波仪表组件(2)，所述双目视觉相机(1)、微波仪表组件(2)、扫描架组件(3)电性连接检测计算机(5)，所述扫描架组件(3)为高度和长度能滑动调节的结构，所述双目视觉相机(1)、微波仪表组件(2)、天线馈源组件(4)可拆卸连接扫描架组件(3)移动结构上。


2.根据权利要求1所述的一种基于双目视觉的RCS检测系统，其特征在于，所述双目视觉相机(1)为蓝芯科技生产的工业级高精度双目视觉相机，型号为1310-U；所述扫描架组件(3)采用水平移动行程为4米，垂直移动行程为6米，挂载负重为200KG的支架；检测计算机(5)包含千兆以太网卡进行数据的高速传输，同时也要具备GPU显卡进行成像运算，成像效率所使用的检测计算机(5)内的CPU的10倍左右；微波仪表组件(2)采用频率范围覆盖200MHz到18GH，所述天线馈源组件(4)为双极化天线。


3.一种如权利要求1或2所述的基于双目视觉的RCS检测系统的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：将隐身飞机停在停机坪或机库，通过双目视觉相机(1)围绕隐身飞机进行360°的拍...

【专利技术属性】
技术研发人员：王渊琛，李博，雷萍，纪晨曦，张珊珊，刘佳，
申请(专利权)人：陕西昱琛航空设备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：陕西;61