CN111624418A - 一种空间电磁干扰可视化诊断装置 - Google Patents

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刘国荣
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    • G—PHYSICS
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Abstract

本发明公开了一种空间电磁干扰可视化诊断装置，所述诊断装置包括基台、摄像机、近场探头、标识球和上位机，所述摄像机安装于所述基台上，近场探头的尾部连接所述的标识球，并且所述近场探头和所述摄像机还连接所述的上位机；所述摄像机具有两个平行设置的第一摄像头和一个第二摄像头，利用两个第一摄像头的机器视觉获取所述标识球的实时空间坐标，进而获得近场探头的实时空间坐标，上位机获取近场探头于该实时空间坐标位置探测的实时EMI测试值，将实时EMI测试值转化为能够辨别电磁干扰强度大小的可视化信息，第二摄像头用于获取待诊断产品的图像。本发明既可用于产品干扰位置的溯源，又可直观显示电磁干扰的变化规律。

Description

一种空间电磁干扰可视化诊断装置
技术领域
本发明涉及一种空间电磁干扰可视化诊断装置。
背景技术
随着科学技术的快速发展，应用电子技术的电器电子产品越来越多，该类产品的工作频率也不断提高，使得电磁兼容问题也日益突出。现在的汽车上都安装有大量的电器电子产品，为保证各电器电子产品的安全运行，需保障各产品之间具有良好的电磁兼容性，故需要对汽车的众多电磁干扰信号进行有效模式识别，进一步准确的了解和掌握电磁干扰信号的特征，这一过程电磁干扰诊断，对于分析汽车上电器电子产品以及其他电器电子产品的电磁发射、电磁干扰源有着十分重要的意义。
电器电子产品电磁干扰诊断的方式通常有两种，一种是远场测量，例如在半电波暗室中，在距离产品3m或更大的距离，通过EMI(电磁干扰)接收机和精确校准后的天线测试产品，得到产品上各个频率点的电磁干扰强度，确定产品EMI是否符合标准要求。另一种是利用频谱分析仪和近场探头分析确定电磁干扰强度。
当电器电子产品的EMI测试数据超过标准线值时，需找出产品中EMI不合格的子系统，即超标干扰源，然后对其整改。现有的电器电子产品EMI干扰源的定位方法主要是：通过近场探头配合频谱分析仪来查找干扰源的大概位置，该方式不能实现对干扰源信息的实时记录，对二次解决干扰源的带来的EMC问题帮助有限，已经达不到电器电子产品EMI诊断的要求。
发明内容
本发明的目的在于提供一种空间电磁干扰可视化诊断装置。既可用于电器电子产品干扰位置的定位溯源，又可通过可视化信息直观显示EMI测试值的大小，具体形象的获取电器电子产品EMI测试值的变化规律。
本发明采用的技术方案：
所述诊断装置包括基台、摄像机、近场探头、标识球和上位机，所述摄像机安装于所述基台上，所述近场探头的尾部连接所述的标识球，并且所述近场探头和所述摄像机还连接所述的上位机；
所述摄像机具有两个平行设置的第一摄像头和一个第二摄像头，利用两个第一摄像头的机器视觉获取所述标识球的实时空间坐标，进而获得所述近场探头的实时空间坐标，所述上位机获取所述近场探头于该实时空间坐标位置探测的实时EMI测试值，将所述的实时EMI测试值转化为能够辨别电磁干扰强度大小的可视化信息，所述第二摄像头用于获取待诊断产品的图像并将图像上传至所述上位机。
采用手持近场探头测试电器电子产品的EMI测试值时，可通过本发明摄像机的机器视觉获取近场探头的实时空间坐标，将该实时空间坐标及与其对应位置近场探头探测的EMI测试值同步记录下来，用于干扰位置的溯源。
本发明可做以下优选设计：
通过所述上位机建立所述近场探头的位置分布模型，所述位置分布模型为长方体，并且将所述长方体分割为若干体积相等的正方体，通过两个第一摄像头获取的所述标识球的各个空间坐标对应转换为所述位置分布模型内的模型坐标，使标识球所在的每个测试位置均与所述的正方体内的模型坐标相对应，与所述标识球连接的近场探头探测的实时EMI测试值显示在对应的正方体上。
优选地，所述位置分布模型的每个正方体着色，通过着色后的色域呈现不同大小的EMI测试值。手持近场探头测试被诊断产品的EMI值时，可以显示被诊断产品在不同正方体位置的EMI测试值强度，便于直观获取近场探头距离被诊断产品不同高度的EMI测试值变化规律。为电器电子产品EMI检测提供分析依据。
本发明为适应不同的电器电子产品，可使摄像机的位置可调，每次调整摄像机位置后，需要在世界坐标系下标定摄像机的世界坐标。
本发明的所述基台连接有一长度调节杆，所述长度调节杆连接有一个支架，用于调节基台上摄像机的高度，所述支架设有能够调节支架高度的支承脚，增大摄像机的高度调节范围。
本发明的所述长度调节杆与所述支架通过万向节连接，使所述长度调节杆能够相对所述支架旋转，用于调节摄像机的角度。
本发明具有以下显著效果：
1.本发明通过摄像机获取近场探头的空间坐标，实现了干扰位置溯源。
2.本发明通过建立近场探头的位置分布模型，在位置分布型上将EMI测试结果直观形象的显示出来，产品的电磁辐射强度清晰可见，有助于迅速判断产品电磁干扰强度、电磁发射方向、频率成分的变化规律，为电器电子产品的EMI诊断提供分析依据。
3.本发明的测试范围可通过支架、长度调节杆调整，适用性广，既可用于桌面产品的扫描，也可用于柜式产品的扫描。
附图说明
下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细说明：
图1为本发明空间电磁干扰可视化诊断装置的立体图，该图中长度调节杆缩回；
图2为图1的空间电磁干扰可视化诊断装置长度调节杆伸长后的立体图；
图3为图2的空间电磁干扰可视化诊断装置长度调节杆翻转90度后的立体图；
图4为本发明的摄像机的正视图；
图5为本发明中摄像机两个第一摄像头成像的原理图；
图6为本发明可视化信息的测量原理图。
具体实施方式
如图1～4所示，一种空间电磁干扰可视化诊断装置，所述诊断装置包括基台、摄像机1、近场探头5、标识球6和上位机，摄像机1安装于所述基台上，近场探头5的尾部连接标识球6，并且近场探头5和摄像机1还连接所述的上位机；所述上位机包括电脑和频谱分析仪等，摄像机1具有两个平行设置的第一摄像头和一个第二摄像头，分别为第一摄像头1a、第一摄像头1b以及第二摄像头1c,利用两个第一摄像头的机器视觉获取标识球6的实时空间坐标，进而获得近场探头5的实时空间坐标，所述上位机获取近场探头5于该实时空间坐标位置探测的实时EMI测试值，将所述的实时EMI测试值转化为能够辨别电磁干扰强度大小的可视化信息，第二摄像头1c用于获取待诊断产品的图像并将图像上传至所述上位机。
采用手持近场探头5测试电器电子产品的EMI测试值时，可通过摄像机1的机器视觉获取近场探头的实时空间坐标，将该实时空间坐标及与其对应的EMI测试值同步记录下来，用于干扰位置的溯源。
作为优选实施例：
如图6所示，通过所述上位机的电脑建立近场探头5的位置分布模型8，位置分布模型8为长方体，并且将所述长方体分割为若干体积相等的正方体9，通过两个第一摄像头获取的标识球6的各个空间坐标对应转换为位置分布模型8内的模型坐标，使标识球6所在的每个测试位置均与正方体9内的模型坐标相对应，与标识球6连接的近场探5头探测的实时EMI测试值显示在对应的正方体9上。
本实施例中，位置分布模型8的每个正方体9着色，通过着色后的色域呈现不同大小的EMI测试值。手持近场探头5测试被诊断产品的EMI值时，可以显示被诊断产品在不同正方体位置的EMI测试值强度。
为适应不同的电器电子产品，摄像机1的位置可调，每次调整摄像机1位置后，需要在世界坐标系下标定摄像机的世界坐标。
摄像机的调节方式通过以下结构实现：
所述基台连接有一长度调节杆2，长度调节杆2连接有一个支架4，支架4设有能够调节支架高度的支承脚。长度调节杆2与支架4通过万向节3连接，使长度调节杆2能够相对支架4旋转，用于调节摄像机的角度，本实施例中，如图2所示，长度调节杆2为竖直状态，可用于诊断扫描柜式产品；如图3所示，摄像机1可随同长度调节杆2翻转90度后，可用于诊断扫描桌面产品。
本发明通过相机坐标系中两第一摄像头的位置关系获取标识球的空间坐标，原理如下:
如图5所示，令两第一摄像头的焦距为f，两第一摄像头的间距为d，任何空间点P的坐标在第一摄像头1a的坐标系C1下为(x1,y1,z1)，在第一摄像头1b的坐标系C2下为(x2,y2,z2)，P点在第一摄像机1a中成像的坐标为(u1,v1)，在第一摄像机1b中的成像的坐标为(u2,v2)。
则有：
Figure BDA0002437979060000061
世界坐标系与相机坐标系C1、相机坐标系C2的关系可表述如下：
Figure BDA0002437979060000062
联立上两式可得：
x1-x2＝d
Figure BDA0002437979060000071
Figure BDA0002437979060000072
进而可得：
Figure BDA0002437979060000073
由此可计算的空间点的三维坐标：
Figure BDA0002437979060000074
同理，通过摄像机两第一摄像头的图像对视差和成像点坐标就可以获取标识球在世界坐标系下的三维坐标，使之与上位机中位置分布模型8的模型坐标一一对应。
本发明的上述实施例并不是对本发明保护范围的限定，本发明的实施方式不限于此，凡此种种根据本发明的上述内容，按照本领域的普通技术知识和惯用手段，在不脱离本发明上述基本技术思想前提下，对本发明上述结构做出的其它多种形式的修改、替换或变更，均应落在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种空间电磁干扰可视化诊断装置，其特征在于，所述诊断装置包括基台、摄像机、近场探头、标识球和上位机，所述摄像机安装于所述基台上，所述近场探头的尾部连接所述的标识球，并且所述近场探头和所述摄像机还连接所述的上位机；
所述摄像机具有两个平行设置的第一摄像头和一个第二摄像头，利用两个第一摄像头的机器视觉获取所述标识球的实时空间坐标，进而获得所述近场探头的实时空间坐标，所述上位机获取所述近场探头于该实时空间坐标位置探测的实时EMI测试值，将所述的实时EMI测试值转化为能够辨别电磁干扰强度大小的可视化信息，所述第二摄像头用于获取待诊断产品的图像并将图像上传至所述上位机。
2.根据权利要求1所述空间电磁干扰可视化诊断装置，其特征在于，通过所述上位机建立所述近场探头的位置分布模型，所述位置分布模型为长方体，并且将所述长方体分割为若干体积相等的正方体，通过两个第一摄像头获取的所述标识球的各个空间坐标对应转换为所述位置分布模型内的模型坐标，使标识球所在的每个测试位置均与所述的正方体内的模型坐标相对应，与所述标识球连接的近场探头探测的实时EMI测试值显示在对应的正方体上。
3.根据权利要求2所述空间电磁干扰可视化诊断装置，其特征在于，所述位置分布模型的每个正方体着色，通过着色后的色域呈现不同大小的EMI测试值。
4.根据权利要求3所述空间电磁干扰可视化诊断装置，其特征在于，所述基台连接有一长度调节杆，所述长度调节杆连接有一个支架。
5.根据权利要求4所述空间电磁干扰可视化诊断装置，其特征在于，所述长度调节杆与所述支架通过万向节连接，使所述长度调节杆能够相对所述支架旋转。
6.根据权利要求5所述空间电磁干扰可视化诊断装置，其特征在于，所述支架设有能够调节支架高度的支承脚。
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