一种天线变形测量方法技术

一种天线变形测量方法，该方法首先在天线表面粘贴横纵、等间距排列圆形标志点和圆环标志点作为测量标志点，在天线变形前后分别拍摄粘贴测量标志点的天线表面图片，利用圆形标志点和圆环标志点的排列关系，实现同名点匹配，再根据摄影测量原理复现出变形前后天线上标志点的三维坐标，最后以标尺上的编码标志点作为坐标转换的不动参考点，将天线上变形前后的三维坐标统一到同一个坐标系下，计算出天线变形。该方法具有可靠、灵活、精度高的特点，可用于天线在高低温等复杂条件下的变形测量，也用于天线形貌测量，测量精度优于１３μｍ。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及，可用于天线在高低温环境下的变形测量，以及大线形貌测 一:等领域，属f摄影测量领域。
技术介绍
天线在温度剧烈变化时，其外表面形状会发生变形，变形量的大小直接影响天线的工作性能和可靠性。丙此,在天线使用前，需要测^大线在温度剧烈变化时的变形，评价 天线的环境适应性。在目前，国内外通常釆用摄影方法测量天线在不同温度下的变形，但 在测量屮仍存在着标忐点粘贴稀疏、匹配同名点寻找困难和温度剧烈变化下天线变形测量 误差大等问题。在标志点粘贴方面，为了便于同名匹配点寻找，一般采用面积较大的编码 靶标，或者采用粘贴间距较大的圆形标志点，标志点布置较为随机，存在着测量点少、不够 密集、无法精确测量天线表面变形的问题。在匹配同名点寻找方面，--般采用极线约束，但 当标志点比较密集时，无法实现1()()%匹配率。在温度剧烈变化的仿空间环境测量中，闺内 外以固定相机为主，而外界环境温度的变化导致相机和天线之间的位置f可避免地发生变 化，必将导致测缺前后天线形貌数据的坐标系发生移动，导致变形测缺的误差。 总之，目前国内外在天线变形测量方面还没有比较完备的解决方法，本专利技术针对 此提出了一种简便、快速、准确的天线测* &法。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提出--种天线变形测量方法，以提高天线在高低温环境等复杂 条件F的变形测量精度。 本专利技术的技术解决方案为-,中天线变形测量方法，用T测量天线在高低温等复 杂条件下的变形，其特征在于包括以F步骤 (1)在天线表面粘贴横纵、等间距排列的圆形标志点和圆环标志点，作为测量标志 点,所有圆形标忐点和圆环标忐点具有设定的统一的编号； (2)在天线周围布置两根粘贴:多个编码标志点的长度标尺，各个编码标志点贝-有唯一的编号； (3)在天线变形前后，用测量相机分别闺绕天线拍摄两组图片，变形前拍摄的图片 为组A，变形后拍摄的图片为组B，所有拍摄图片中包含天线上全部圆形标志点和圆环标志 点以及两根标尺上的全部编码标志点； (4)采用圆心提取与标志识别算法，提取出图像巾圆形标志点、圆环标志点和编码 标志点的圆心坐标； (5)采用基于圆环标忐点的编号识别算法，识别所有图片屮天线....匕圆形标忐点编 号和圆环标志点编号,采用编码标志点识别算法识别所仃图片中长度标尺上的编码标志点编号； (6)将不同图像中相同编号的圆形标志点、圆环标志点和编码标志点作为同名匹4配点，采用—维形貌求取算法，分别对图片组A和图片组B中的同名匹配点进行—维重建， 对应得到三维形貌组C和三维形貌组D ; (7)根据三维形貌组C、三维形貌组D,利用基于标尺的变形求取算法讣算得到天 线的变形结果。 其中，步骤(1)中所述的所有圆形标志点和圆环标志点具有设定的统.,编3， 此设定的统一的编号以每个圆形标志点或圆环标志点所在行号和列号的组合作为编号方 式。 其屮，步骤(2)屮所述的在天线周围布置两根粘贴有多个编码标忐点的长度标 尺，长度标尺的长度等于天线的直径，布置方式为两根标尺在天线两侧对称平行布置或相 邻垂直布置。 其中，上述歩骤中所述的编码标志点由中心圆和外围的2i0度圆弧组成，中心圆 的圆心作为编码标志点的圆心，外围21()度圆弧等分为7个小圆弧，每份以黑A为2进制 位，这样可通过7个小圆弧的黑白不M组合实现编码标志点的7位2进制位编码，从而编码 标志点具有唯一的编号。 其中，步骤(4)中所述的圆心提取与标志识别算法的步骤为先计算图像中所有 圆形轮廓的圆心坐标,然后在原图片....匕逐一提取此屮心坐标对应的图像上的灰度值，并与 灰度阈值H进行比较，若小于或等于H则此圆心坐标为圆环标志点的圆心坐标；若大于H, 则再在原图片中，对此圆心坐标周围2. 5倍圆平径的圆周上，检测是否存在突变边缘，若不 存在突变边缘则此圆心坐标则为圆形标志点的圆心坐标，若存在突变边缘则此圆心坐标为 编码标志点的圆心坐标，从而提取并识别出图像中的圆形标志点、圆环标志点和编码标志 点的圆心坐标。 其中，步骤(5)巾所述的基于圆环标志点的编号识别算法的步骤是先通过圆环 标志点的非对称步骤，识别出圆环标志点的标号；再根据圆形标志点和圆环标志点横纵、等 间距排列的特点，计算出所有编号的圆形标忐点的初始坐标；最后,根据初始坐标搜索步骤 (4)中提取出的圆形标志点的真实坐标,找到与初始坐标对应的真实坐标，将圆形标志点的编号与圆形标志的真实坐标对应上，从ra识别出圆形标志点的编号。 其中，歩骤(7)中所述的基于标尺的变形求取算法为先以标尺上编码标志点的 圆心作为天线变形前后的不动参考点，利用二维形貌组C和二维形貌组D中标尺上编码标 志点的圆心坐标，求解天线变形前后测量坐标系的转换关系，并将三维形貌组D的坐标系 转换到三维形貌组C的坐标系i:;再将已转换到同一坐标系下的三维形貌组C与三维形貌 组D中的同名匹配点的三维坐标相减，得到天线在圆形标志点和圆环标志点的圆心处的变 形；最后通过插值计算得到天线上未粘贴标忐点处的变形。 -:维形貌求取算法采用近景摄影测量中的光线束平差法，由于光束平差法属于现有公知算法，具体不再叙述。编码标志点识别算法属f公知算法，具体不再叙述。 本专利技术的原理是天线变形测量是通过测量天线在变形前后的形貌变化来实现，具体来说就是用天线变形前的二维形貌减去天线变形后的二维形貌来计算天线变形；在变形前后三维形貌求取过程中，为了能够在无明.M特征的天线表面实现NJ名点匹配，在天线表面粘贴横纵、等间距排列的圆形标志点和圆环标志点，作为测量的标志点，根据摄影测y:原理，测量天线变形前后标志点处的三维形貌；在变形前后所测量得到的三维形貌-一般不在同一个坐标系下，因此，需要以标尺上编码标志点的圆心作为坐标系转换的参考点，通过变形计算算法实现大线在温度变化前后的变形测量。 本专利技术与现有技术相比的优点在于(i)通过粘贴横纵、等间距排列的圆形标志点和圆环标志点，实现标志点的密集排布,提卨天线变形测量的可靠性和准确性，克服了标志点排布粘贴稀疏的缺点。(2)应用基丁'圆环标志点的编^识别算法，实现T 100%匹配率，提高了测量的可靠性，克服了匹配率低的问题。(3)在天线周闱布置两根的长度标尺，以标尺上编码标志点的圆心作为坐标系转换的参考点，保证了在温度剧烈变化等复杂条件下系统的测量精度，避免了在温度剧烈变化的测量环境屮，由相机和天线之间的位置变化导致的变形测量误差。附图说明 图1为本专利技术的流程图； 图2为本专利技术中的天线变形测量时实物摆放示意图； 图3为木专利技术巾的圆形标志点和圆环标志点在天线l:的布局样式之一 ； 图4为本专利技术中的圆形标志点和圆环标志点在天线上的布局样式之-一 ； 图5为本专利技术屮的长度标尺与天线的布局样式之一 ； 图6为本专利技术中的长度标尺与天线的布局样式之-一 ； 图7为本专利技术中的编码靶标样式； 图8为本专利技术中的编码耙标举例； 图中，l为圆形标志点，2为圆环标志点，3为测量相机,4为编码标志点，5为标尺，6为天线。具体实施例方式如图1所示，的流程包括标忐点粘贴、标尺布置、图片拍摄、圆心提取与校正、编码号识别、—维形貌求取和变形计算等歩骤，天线变形测量时实物摆放参见图2。该大线变形测量方法具体实施步骤如K : (i)在天线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种天线变形测量方法，其特征在于包括以下步骤：　　　　（１）在天线表面粘贴横纵、等间距排列的圆形标志点和圆环标志点，作为测量标志点，所有圆形标志点和圆环标志点具有设定的统一的编号；　　　　（２）在天线周围布置两根粘贴有多个编码标志点的长度标尺，各个编码标志点具有唯一的编号；　　　　（３）在天线变形前后，用测量相机分别围绕天线拍摄两组图片，变形前拍摄的图片为组Ａ，变形后拍摄的图片为组Ｂ，所有拍摄图片中包含天线上全部圆形标志点和圆环标志点以及两根标尺上的全部编码标志点；　　　　（４）采用圆心提取与标志识别算法，提取出图像中圆形标志点、圆环标志点和编码标志点的圆心坐标；　　　　（５）采用基于圆环标志点的编号识别算法，识别所有图片中天线上圆形标志点编号和圆环标志点编号，采用编码标志点识别算法识别所有图片中长度标尺上的编码标志点编号；　　　　（６）将不同图像中相同编号的圆形标志点、圆环标志点和编码标志点作为同名匹配点，采用三维形貌求取算法，分别对图片组Ａ和图片组Ｂ中的同名匹配点进行三维重建，对应得到三维形貌组Ｃ和三维形貌组Ｄ；　　　　（７）根据三维形貌组Ｃ、三维形貌组Ｄ，采用基于标尺的变形求取算法计算得到天线的变形结果。...

【技术特征摘要】
一种天线变形测量方法，其特征在于包括以下步骤(1)在天线表面粘贴横纵、等间距排列的圆形标志点和圆环标志点，作为测量标志点，所有圆形标志点和圆环标志点具有设定的统一的编号；(2)在天线周围布置两根粘贴有多个编码标志点的长度标尺，各个编码标志点具有唯一的编号；(3)在天线变形前后，用测量相机分别围绕天线拍摄两组图片，变形前拍摄的图片为组A，变形后拍摄的图片为组B，所有拍摄图片中包含天线上全部圆形标志点和圆环标志点以及两根标尺上的全部编码标志点；(4)采用圆心提取与标志识别算法，提取出图像中圆形标志点、圆环标志点和编码标志点的圆心坐标；(5)采用基于圆环标志点的编号识别算法，识别所有图片中天线上圆形标志点编号和圆环标志点编号，采用编码标志点识别算法识别所有图片中长度标尺上的编码标志点编号；(6)将不同图像中相同编号的圆形标志点、圆环标志点和编码标志点作为同名匹配点，采用三维形貌求取算法，分别对图片组A和图片组B中的同名匹配点进行三维重建，对应得到三维形貌组C和三维形貌组D；(7)根据三维形貌组C、三维形貌组D，采用基于标尺的变形求取算法计算得到天线的变形结果。2. 根据权利要求1所述的一种天线变形测量方法，其特征在于所述的步骤(1)中的 所有圆形标志点和圆环标志点具有设定的统一的编号，此设定的统--的编号以每个圆形标 忐点或圆环标忐点所在行号和列号的组合作为编号方式。3. 根据权利要求1所述的一种基于摄影测量原理的天线变形测量方法，其特征在于 所述的步骤(2)中的在天线周围布置两根粘贴有多个编码标志点的K度标尺，K度标尺的 长度等于天线的直径，布置方式为两根标尺在天线两侧对称平行布置或相邻垂直布置。4. 根据权利要求1所述的一种天线变形测缺/j法，其特征在于所述的编码标志点由 中心圆和外围的210度圆弧组成，中心圆的圆心作为编码标志点的圆心，外围210度圆弧等 分为7个小圆弧，每份以黑白...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵慧洁，姜宏志，李旭东，周杰，李冬，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：11[]