[发明专利]基于视觉识别的机载雷达天线二自由度运动姿态测量方法

说明书

本发明提供了一种基于视觉识别的机载雷达天线二自由度运动姿态测量方法，属于机载雷达天线的运动姿态测量领域。所述方法包括在随方位向运动的机构上设置有方位检测标识，在随方位向及俯仰向运动的机构上设置有俯仰检测标识，通过图像采集设备采集检测标识的运动始末点及运动时间，根据运动始末点距离以及运动半径计算出转动角度，根据转动角度及运动时间计算出方位向及俯仰向的角速度及角加速度。该发明可以在一定范围内能准确检测到机载雷达天线的二自由度运动姿态信息，这种方法最终能实现天线的方位和俯仰角速度及角加速度的检测，方便、精确、可靠。

技术领域

本发明属于机载雷达天线的运动姿态测量领域，尤其是涉及基于视觉识别的二自由度运动姿态测量的方法。

背景技术

在进行计算机载雷达天线运动姿态参数的过程中，需要获取天线的角位置参数和时间信息。传统的测量天线姿态运动方法主要依靠人工操作进行天线旋转角度的读取，获取时间信息也是通过人工读取秒表的方法，这种测量的方法很大程度上受限于测量操作人员的反应时间与操作时间，测量结果的可靠性与精确性不能够准确的作为评价机载雷达系统天线运动姿态性能参数的标准。视觉识别测量是近年来逐渐兴起的一门测量技术，主要是通过视觉传感器获取测试目标的图像数据，以这些数字化的数字图像数据作为研究对象，结合测试原理及数字图像处理的相关处理技术进行某些测试参数的计算。随着计算机图像处理技术和高精度传感器应用的日益广泛，使得视觉识别在运动检测方面得到了广泛应用，并可实现全程的智能化检测。

传统的测量方法操作复杂，人为的操作误差因素较大，外界干扰多，测量精度低。利用视觉传感器采集图像，采用视觉识别法进行天线二自由度运动姿态的测量是一种新型的测量方法，这种方法操作简单，测量精度比较可靠。

发明内容

本发明设计了一种基于视觉识别的测量结构和方法，能够解决机载雷达天线二自由度运动姿态参数的测量。传统的天线二自由度运动的测试方法操作复杂，人为的操作误差因素较大，测量精度低。利用机器视觉识别采集图像，进行天线二自由度运动参数的测量是一种新型的方法，可以在提高测试速度的同时，大大减小了人工操作的复杂步骤，操作简单，对于提高测试精度、自动化程度有着显著的效果。本发明的测量结果可以作为天线运动机构设计改进的基础，也可以作为评价机载雷达系统天线运动姿态性能参数的标准。

本发明基于视觉识别的机载雷达天线二自由度运动姿态测量方法，所述天线连接在固定杆的一端，固定杆的另一端通过俯仰转动轴转动连接在转动框架上，所述转动框架通过方位转动轴连接在支撑机构上，所述测量方法包括：

步骤1、自所述转动框架上以平行于天线俯仰转动轴的方向向侧边延伸有第一杆，自所述第一杆的端部以垂直于所述第一杆轴线的方向向外延伸有第二杆；

步骤2、在所述第一杆上设置有方位检测标识，在所述方位检测标识下方的水平面上设置有第一图像采集设备；在所述固定杆上设置有俯仰检测标识，在所述第二杆上设置有第二图像采集设备；

步骤3、进行天线的俯仰向及方位向的运动，Δt时间内，通过第一图像采集设备采集方位检测标识的运动，通过第二图像采集设备采集俯仰检测标识的运动；

步骤4、自所述方位转动轴到第一图像采集设备的垂直距离R1为半径，扫略出过第一图像采集设备的第一弧面，所述方位检测标识的运动始末点投影到所述第一弧面，并测量始末点的距离为ΔX；同理，自所述俯仰转动轴到第二图像采集设备的垂直距离R2为半径，扫略出过第二图像采集设备的第二弧面，所述俯仰检测标识的运动始末点投影到所述第二弧面，并测量始末点的距离为ΔY；

步骤5、计算方位角变化量方位角变化量θ1＝ΔX/R1，方位角速度ω1＝θ1/Δt，以及方位角加速度α1＝θ1/Δt2；计算俯仰角变化量俯仰角变化量θ2＝ΔY/R2，俯仰角速度ω2＝θ2/Δt，以及俯仰角加速度α2＝θ2/Δt2。