基于图像测量的大型反射面天线的特征识别与分析

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1、2基于图像测量的大型反射面天线的特征识别与分析框架中所提到的各个研究层次与视觉系统的各个阶段中的各种功能模块进行了大量的研究，使计算机视觉在航天测绘、军事应用、医学诊断及工业检测中的应用越来越广泛，研究从早期的以统计相关理论为基础的相关匹配，发展到具有很强生理学背景的特征匹配，从串行到并行，从直接依赖于输入信号的低层处理到依赖于特征、结构、关系和知识的高层次处理，性能不断提高，其理论正处在不断发展与完善中。尽管如此，计算机视觉的发展仍远远落后于人们所期望的发展水平。计算机视觉在图像理解、识别等方面仍将存在一个漫长的研究过程。要素图2．5维图图1．1Man：视觉理论框架的三阶段

2、基于图像的测量技术是在计算机视觉的基础上发展起来的非接触测量技术，它主要是以图像作为检测和传递信息的载体来进行分析和识别的测量方法，通过提取二维图像的特征信息，最终获取物体的深度信息，得到物体的实际信息。基于图像的测量技术具有精度高、稳定性好和非接触测量特点。它在计算机视觉、宇宙遥感以及工业现场的测量等方面中有着广泛的应用。目前，图像测量技术正朝着高测量速度、高精度和在线测量的方向发展，另一个非常有前途的发展方向是将模式识别、神经网络和人工智能等技术引入图像测量中，使该系统具有识别、测量、分析等多种功能。1．2．2大型天线测量现存的方法以及存在的问题一、目前国内外天线的测量方

3、法【5】16】目前，能够运用到天线的测量方法按其发展过程可分为：传统的测量方法、工业测量系统的方法和射电全息的方法三种。1、传统的测量方法传统的测量方法主要有机械、光学和电等方法。机械测量法是用机械的方法对反射面进行检测。主要有样板法和车床法两种。样板法利用了旋转天线如旋转抛物面成型的原理，对中、小型天线的安装检测比较有效，但只适合于天线朝天状态下的测量，测量精度为±(0．1-'--0．2)ram；车床实际上是一台精度比较低的三坐标测量机，该法只适合测量小型天线，测量精度可达±(0．02"-'0．1)ram。光学测量法主要有经纬仪钢带尺法、双五棱镜法和五棱镜带尺法等。经纬仪钢

4、带尺法是一种广泛应用的方法，测量精度在±0．2mm以内；双五棱镜法可以测第一章绪论量抛物面在不同仰角时的表面精度，测量精度为±(0．15"-'0．66)ram；其他还有五棱镜带尺法、钢丝测距法、激光测距法、微波测距法和小车测量法等。传统方法的主要缺点表现在量程小、测量速度慢、自动化程度低、劳动强度大、对天线的姿态有特殊要求等，使其运用范围受到限制。2、工业测量系统的方法随着高精度测量技术及仪器的发展，工业测量系统的方法成为了一种理想的大型天线的测量方法，它又可分为经纬仪测量系统、全站仪测量系统、摄影测量系统、激光跟踪测量系统。(1)经纬仪测量系统经纬仪测量系统是以两台以上的高

5、精度电子经纬仪为传感器，结合其他附件和系统软件，以角度前方交会的测量原理对天线实现无接触测量，测量速度快，测量范围在几米到几十米，测量精度为±(0．05"一0．2)ram。(2)全站仪测量系统全站仪测量系统是以一台高精度全站仪为传感器，配以反射片等距离测量标志，以极坐标的测量原理对天线实旋测量，测量范围从几米到200m之间，测量精度为±(O．2～0．5)ram。(3)摄影测量系统摄影测量系统是以单台或多台高精度量测相机为传感器，以交会的测量原理进行快速无接触测量，测量范围大，速度快，特别适合于动态测量场合。目前，国内还没有推出商品化的系统，国外的生产厂家和产品很多，如美国GS

6、工公司的V—STARS系统、挪威Metronor公司的Metronor系统等。(4)激光跟踪测量系统激光跟踪测量系统是以单台激光跟踪仪为传感器，以极坐标的测量原理进行快速跟踪测量，坐标重复测量精度达到5×10巧。只要将反射装置(猫眼反射器、角隅反射器和工具球反射器)在天线的表面移动，就可实现该表面的快速数字化，尤其适合于天线模胎及单块面板的测量及质量评定。3、射电全息的方法射电全息法在近十几年来受到世界各国天文界的重视，并且已被认为是一种理想的测量天线反射面精度的方法。射电全息法是利用天线的远场复方向图与天线口面上的场分布间的傅里叶变换关系，由远场方向图的测量来反推天线121

7、面上的场分布(振幅和相位分布)，并由天线口面上场的相位分布，用光线追迹得到天线表面相对于理想抛物面偏差的信息。目前射电全息术大致分为两类：一类是测量远场方向图的幅度并直接测量远场方向图的相位，这需要在被测天线附近设置另一具天线来提供参考相位，并须要具有相位稳定的双通道接收机。另一类是无相位测量方法，即采用某种相位4基丁图像测量的大型反射面天线的特征识别与分析恢复算法，由天线的聚焦和偏焦方向图的幅度来获得天线口面上场的振幅和相位分布。由于避开了直接测量远场方向图的相位，因而设备相对简单，对一架工作中的望远