一种天线相位中心的自动检测与对准方法技术

本发明专利技术公开了一种天线相位中心的自动检测与对准方法，步骤二，通过天线标记识别模块从视频中抽取图像帧并进行处理并计算，获得标记贴十字中心像素位置P0和激光十字中心的像素位置P1，步骤三，采用位置纠偏模块控制测试转台带动天线移动，步骤四，采用相位中心测量模块对待测天线AUT幅度和相位方向图测量，得到天线的相位中心与测试转台测量中心在X、Y方向上的位置偏差。引入了机器视觉图像识别，解决了传统的天线测量中天线架设需要人工对准的问题，提高了测量系统自动化和智能化程度，降低了人为因素造成的测量误差，能够自行计算标记贴中心基准点、天线相位中心和转台测量中心的差值。心的差值。心的差值。

【技术实现步骤摘要】
一种天线相位中心的自动检测与对准方法


[0001]本专利技术属于天线相位检测对准
，具体涉及一种天线相位中心的自动检测与对准方法。

技术介绍

[0002]相位中心是天线的一项位置参数，根据电磁辐射理论，天线所辐射出的电磁波在远场条件下的等相位面近似为一个球面，该球面的球心即为该天线的等效相位中心。即如果天线辐射的是球形等相位面，那么等相位面的球心就是其相位中心。
[0003]进行天线测试时往往采用天线在水平面和垂直面转动的方法对天线进行球面空间辐射测量，如果测试球面的球心并不是天线相位中心，那么测量就并没有在天线辐射的等相位面进行，测得的结果就不能反映天线在等相位面的辐射情况。因此测试天线时测试球面和天线相位中心应尽量重合，该重合程度是测试结果准确可靠的基础。
[0004]然而，由于天线相位中心在架设在测试转台上无法通过人为观察得到，通常需要通过人工采用微观镜进行观察，然后再进行调试对准，然而传统机器视觉中镜头畸变、透视畸变等因素以及人为因素造成的测量误差较大，因此有必要在测试中通过算法计算出补偿距离，并通过运动补偿提升测量中心和相位中心的重合度，以提升天线测试的精度。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种天线相位中心的自动检测与对准方法，以解决现有技术中存在的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种天线相位中心的自动检测与对准方法，包括以下步骤：步骤一：设置标记十字中心与激光十字中心的物理距离偏差上限E；步骤二：在待测天线AUT（Antena under Test）采用标记贴确定基准原点位置，用户自行选择参考基准原点位置，在测试转台上架设待测天线AUT，由监控摄像机进行实时拍摄，并将拍摄的视频传输至天线标记识别模块，通过天线标记识别模块从视频中抽取图像帧并进行处理并计算，获得标记贴十字中心像素位置P0和激光十字中心的像素位置P1；步骤三：采用位置纠偏模块控制测试转台带动天线移动，其中，位置纠偏模块具体执行步骤为：A1:根据像素坐标P0（x0,Y0）和P1(x1,Y1)的像素坐标，通过公式1和公式2计算出二者之间的像素偏移量(D
x, Dy)；
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公式1
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公式2A2: 按照像素和现实世界距离的比例系数k
X
、k
Y
，根据公式3、4计算出X、Y轴需要运动的距离R
X
、R
Y
并进行运动补偿，执行控制测试转台带动天线移动；
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公式3
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公式4A3: 再次对传入的图像帧进行处理并计算，得到新的P0和P1的像素偏移量，若第n次计算得到的像素偏移量为(D
xn
,D
yn
)、第n
‑
1次的像素偏移量为(D
xn
‑1,D
yn
‑1)、第n
‑
1次的实际运动距离为(R
xn
‑1,R
yn
‑1)，则根据公式5、6计算出新的校准比例系数k
X
、k
Y，
其中
，
k
X
、k
Y
具体分别为测试转台X、Y轴方向上像素距离和物理距离比例系数；
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公式5
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
公式6A4: 得到像素距离和物理距离比例系数k
X
、k
Y
后，根据公式3、4计算第n次补偿的轴运动距离(R
xn
,R
yn
)，对(R
xn
,R
yn
)通过公式7进行判断：
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公式7其中，公式7中E为用户预设的标记贴十字中心与激光十字中心的物理距离偏差上限，若公式7成立，则表明标记贴十字中心与激光十字中心重合度已经满足测量需求，运动补偿完成，若公式7不成立，则首先由测试转台的X、Y轴按照(R
xn
,R
yn
)进行运动补偿，然后再次由天线标记识别模块进行图像帧处理并计算，重复该过程直至公式7成立，此时的k
X
、k
Y
可由程序记录，供下次测试作为初值使用；步骤四：采用相位中心测量模块对待测天线AUT幅度和相位方向图测量，得到天线的相位中心与测试转台测量中心在X、Y方向上的位置偏差，其中相位中心测量模块具体执行步骤为：B1：对待测天线AUT进行幅度和相位方向图测试，得到幅度数组Amp[] 和相位数组Pha[]；B2：判断幅度数组Amp[]最大值A，根据A所处角度位置在对应的相位方向图Pha[]上得到相位曲线中心P；B3：由P向左右扩展至相位跳变点，并进行截取，得到用于拟合相位中心的相位曲线数组P[]；B4：由P[]计算出待测天线AUT的标记中心和相位中心的位置差值(O
X
,O
Y
)，并输出至用户；其中，相位中心测量模块将输出结果并提示用户是否需要补偿，如用户选择补偿，则测试转台的X、Y轴将按照(O
X
,O
Y
)进行运动，从而达到天线相位中心自动检测与对准的目的，完成后，相位中心测量模块还提示用户是否再次测量相位中心，如用户选择是，相位中心测量模块将在当前基础上再次执行相位中心测量与对准，从而通过多次迭代获取更高的相位中心测量精度。
[0007]优选的，所述步骤二中，标记贴为十字标记贴，天线标记识别模块对从监控摄像机拍摄的视频抽取图像帧后，进行处理并计算过程中，先对图像帧进行高斯滤波降低噪声，获得原图，接着对图像帧进行二值化、形态学处理，获得二值化图，然后对二值化图进行霍夫变换直线检测得到标记贴十字与激光十字的交叉线段，最后根据交叉线段数据分别计算标
记贴十字中心像素位置P0和激光十字中心的像素位置P1。
[0008]优选的，所述步骤三中，像素和现实世界距离的比例系数k
X
和k
Y
初始设定均为1。
[0009]优选的，所述步骤四的B3中，由P向左右扩展至
±
180
°
的相位跳变点。
[0010]优选的，所述步骤四的B4中，标记中心为标记贴十字中心的基准原点。
[0011]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术中公开的一种天线相位中心的自动检测与对准方法，引入了机器视觉图像识别，解决了传统的天线测量本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天线相位中心的自动检测与对准方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：设置标记十字中心与激光十字中心的物理距离偏差上限E；步骤二：在待测天线AUT采用标记贴确定基准原点位置，在测试转台上架设待测天线AUT，由监控摄像机进行实时拍摄，并将拍摄的视频传输至天线标记识别模块，通过天线标记识别模块从视频中抽取图像帧并进行处理并计算，获得标记贴十字中心像素位置P0和激光十字中心的像素位置P1；步骤三：采用位置纠偏模块控制测试转台带动天线移动，其中，位置纠偏模块具体执行步骤为：A1:根据像素坐标P0（x0,Y0）和P1(x1,Y1)的像素坐标，通过公式1和公式2计算出二者之间的像素偏移量(D
x, Dy)；
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公式1
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公式2A2: 按照像素和现实世界距离的比例系数k
X
、k
Y
，根据公式3、4计算出X、Y轴需要运动的距离R
X
、R
Y
并进行运动补偿，执行控制测试转台带动天线移动；
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公式3
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公式4A3: 再次对传入的图像帧进行处理并计算，得到新的P0和P1的像素偏移量，若第n次计算得到的像素偏移量为(D
xn
,D
yn
)、第n
‑
1次的像素偏移量为(D
xn
‑1,D
yn
‑1)、第n
‑
1次的实际运动距离为(R
xn
‑1,R
yn
‑1)，则根据公式5、6计算出新的校准比例系数k
X
、k
Y，
其中
，
k
X
、k
Y
具体分别为测试转台X、Y轴方向上像素距离和物理距离比例系数；
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公式5
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公式6A4: 得到像素距离和物理距离比例系数k
X
、k
Y
后，根据公式3、4计算第n次补偿的轴运动距离(R
xn
,R
yn
)，对(R
xn...

【专利技术属性】
技术研发人员：栗曦，张鹏，韩伟，
申请(专利权)人：陕西拾贝通讯技术有限公司，
类型：发明
国别省市：