CN220605922U - 一种应答器传输系统自适应定位装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及应答器测试领域，尤其涉及一种应答器传输系统自适应定位装置，包括上位机，天线定位工具，光源拓展单元，图像控制器单元，距离信号处理单元，图像采集模块，照明光源模块，激光测距模块，固定单元，其中，上位机能够根据天线定位工具的坐标回采进行坐标数据处理，校准测试产品与测试装置的中心坐标，使其中心对齐。本装置通过定位流程中进行的误差消除的反馈环节，实现应答器传输系统中被测产品与测试装置的自动定位，从而达到高效且高精度的测试应答器的目的，而且为企业节省开发成本。

Description

一种应答器传输系统自适应定位装置

技术领域

本发明涉及应答器测试领域，尤其涉及一种应答器传输系统自适应定位装置。

背景技术

应答器信息接收单元包括应答器传输模块(Ba l i se Transmi ss ion Module，BTM)及天线单元，是应答器传输系统的核心设备，控制天线单元向地面连续发射高频能量信号。应答器传输模块的可靠性、可用性、可维护性以及安全性需要得到全面检测。测试过程中，测试天线、天线单元与应答器和参考环电气中心准确的相对位置是确保测试正确性的前提。现行应答器传输系统检测依据包括TB/T 3485-2017《应答器传输系统技术条件》、TB/T 3544-2018《应答器传输系统测试方法》与Q/CR 716-2019《应答器传输系统技术规范》。

以应答器测试为例，其测试相对位置按照TB/T 3544-2018中要求一般为测试天线相对于参考环(或应答器电气中心)的空间距离范围为：[X＝0,Y＝0,Z＝220]或[X＝0,Y＝0,Z＝460](单位：mm)，应答器几何测试点位置见TB/T 3544-2018附录C(C.1～C.3)。测试天线与天线单元一般安放在天线定位工具(APT Antenna Pos it ion ing Too l)上，在X、Y、Z方向进行运动和定位。

TB/T 3544-2018附件H中规定了空间中X,Y,Z方向测试天线、天线单元与应答器和参考环的定位精度，在作用区内最大误差应不超过±1mm。在当前定位过程中需要测试人员反复操作天线定位工具以及定位测距设备，增加了测试人员的工作量，也极大地降低了测试效率；并且测试人员需要手动调试测试设备，影响测试结果的准确性。

发明内容

针对应答器传输系统测试定位需求，本发明提出一种应答器传输系统自适应定位方法及装置。用以克服现有技术当前测试结果缺乏精确性，测试效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种应答器传输系统自适应定位装置，包括，天线定位工具，接收并反馈天线坐标；

第一图像采集模块，其包括第一相机与第一镜头，设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以向下采集应答器或参考环的中心坐标图像；

第一照明光源模块，其包括第一环形光源与第一扩散片，设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以向下对应答器或参考环提供照明光源；

第二图像采集模块，其包括第二相机与第二镜头，设置在地面，用以向上采集天线单元或测试天线的中心标记图像；

第二照明光源模块，其包括第二环形光源与第二扩散片，设置在地面，用以向上对天线单元或测试天线提供照明光源；

激光测距模块，其包括激光感测头与激光放大器，设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以测量被测产品与测试装置之间的距离；

光源扩展模块，其与所述第一照明光源模块、所述第二照明光源模块分别相连，用以控制各所述照明光源模块，并为其供电；

图像控制器单元，其与所述第一图像采集模块、所述第二图像采集模块分别相连，用以控制所述各图像采集模块，并进行图像回采；

距离信号处理单元，其与所述激光测距模块相连，用以控制所述激光测距模块，并进行距离回采；

固定单元，用于按照特定角度固定应答器或参考环，所述各图像采集模块、所述各照明光源模块、所述激光测距模块。

上位机，其与所述天线定位工具、所述光源扩展模块、所述图像控制器单元、所述距离信号处理单元相连，用以对天线定位工具、距离信号处理单元进行通信控制并获取坐标回采相关数据，对光源扩展模块、图像控制器单元进行通信控制，并将回采的坐标数据进行误差消除处理。

进一步地，所述第一图像采集模块采集应答器或参考环中心标记作为观测应答器或参考环的图像模板，所述第二图像采集模块采集测试天线或天线单元中心标记作为观测测试天线或天线单元的图像模板。

进一步地，放置并固定被测产品与测试装置，激光测距模块移动至应答器或参考环上方进行测距，根据测距结果调节所述天线定位工具升降，使相机处于图像采集区，

所述第一图像采集模块移动至应答器或参考环上方，采集应答器或参考环中心标记，得到坐标差(ΔX1，ΔY1)，其中，ΔX1为所述天线定位工具此时的中心坐标位置在X轴方向的差值，ΔY1为所述天线定位工具此时的中心坐标位置在Y轴方向的差值。

进一步地，自动移动所述天线定位工具使测试天线或天线单元移动至所述第二图像采集模块上方，采集测试天线或天线单元的中心标记，得到坐标差(ΔX2，ΔY2)，其中，(ΔX2，ΔY2)是天线定位工具中心坐标位置与测试天线或天线单元的中心标记之间的坐标差值。

进一步地，所述上位机经过计算得到被测产品与测试装置中心对齐的移动坐标量为(ΔX，ΔY)，其中，ΔX、ΔY分别是将ΔX1与ΔX2、ΔY1与ΔY2作为基础数据传输至上位机，并且通过上位机计算得到的被测产品与测试装置中心对齐的移动坐标量；此时得到被测产品与测试装置中心对齐时，天线定位工具中心坐标位置(Xc，Yc，Zo)。

进一步地，所述第一图像采集模块再次移动至应答器或参考环上方，采集应答器或参考环中心标记，得到新的坐标差(ΔX1'，ΔY1')其中，ΔX1'，ΔY1'分别为所述上位机记录天线定位工具此时的中心坐标位置在X、Y轴方向的差值，

通过对比新的坐标差是否在规定误差内，判断是否对坐标位置进行补偿。如果坐标差在规定误差内，可移动所述天线定位工具达到坐标(Xc’，Yc’，Zo),使得被测产品与测试装置中心对齐。如果坐标差在规定误差外，对坐标进行补偿处理，得到新的六轴传动臂中心坐标，所述第一图像采集模块再次移动至应答器或参考环上方，采集应答器或参考环中心标记。

根据标准测试距离需求，所述上位机控制所述天线定位工具进行竖直调整，满足测试要求，自适应定位系统下电。

与现有技术相比，本发明通过所述上位机自动控制图像采集模块采集被测产品和测试装置的中心标记，得到定位所需要的坐标，并自动控制所述激光测距模块测量被测产品和测试装置之间的距离，满足图像采集的稳定与标准测试距离要求，以及自动控制所述天线定位工具实现图像采集与定位工作，这将极大地减轻测试人员的工作量，提高测试效率。通过选用高精度的图像识别装置、高精度的激光测距装置以及高精度的天线定位工具，提高测试精度，同时，本发明在定位流程中设计了误差消除的反馈环节，不仅消除了原本的人为误差，而且提高了测试定位的精确性。本发明基于原有的应答器测试系统中天线定位工具进行二次需求开发，实现设备复用，节省企业投入开发的成本。

附图说明

图1为实施例中应答器传输系统自适应定位装置的结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的和优点更加清楚明白，下面结合实施例对本发明作进一步描述；应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。

下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非在限制本发明的保护范围。

需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参阅图1所示，图1为实施例中应答器传输系统自适应定位装置的结构示意图；

本发明提供一种应答器传输系统自适应定位装置包括，

天线定位工具，接收并反馈天线坐标；

第一图像采集模块，其包括第一相机与第一镜头，其设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以向下采集应答器或参考环的中心坐标图像；

第一照明光源模块，其包括第一环形光源与第一扩散片，其设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用向上对采集天线单元或测试天线提供照明光源；

第二图像采集模块，其包括第二相机与第二镜头，其设置在地面，用以向上采集天线单元或测试天线的中心标记图像；

第二照明光源模块，其包括第二环形光源与第二扩散片，其设置在地面，用向上对采集天线单元或测试天线提供照明光源；

激光测距模块，其包括激光感测头与激光放大器，其设置在所述天线定位工具中的传动臂上；用以测量被测产品与测试装置之间的距离；

上机位，用以进行坐标数据误差消除处理，控制所述天线定位工具、光源扩展单元、图像控制器单元、距离信号处理单元；

光源扩展模块，用以控制照明光源模块，并为其供电；

图像控制器单元，用以控制图像采集模块，并进行图像回采；

距离信号处理单元，用以控制激光测距模块，并进行距离回采；

固定单元，用于按照特定角度固定应答器或参考环，各图像采集模块、各照明光源模块、激光测距模块；

上位机，其与所述天线定位工具、光源扩展模块、图像控制器单元、距离信号处理单元相连，用以对天线定位工具、距离信号处理单元进行通信控制并获取坐标回采相关数据，对光源扩展模块、图像控制器单元进行通信控制，并将回采的坐标数据进行误差消除处理。

1)待被测产品与测试装置固定好后，激光测距模块首先进行测距，将此时测得的距离信号传输至距离信号处理单元，距离信号处理单元将距离信号通过模数转换后传输至上位机中进行计算与显示，根据计算结果自动控制天线定位工具升降，使得图像采集模块处于图像稳定采集区。

2)根据程序设定，上位机自动控制天线定位工具移动至应答器或参考环上方，上位机记录此时天线定位工具中心坐标位置(X0，Y0，Z0)，第一图像采集模块采集应答器或参考环中心标记，得到坐标差(ΔX1，ΔY1)，其中，ΔX1为此时天线定位工具中心坐标位置在X轴方向的差值，ΔY1为此时天线定位工具中心坐标位置在Y轴方向的差值。

3)根据程序设定，上位机自动控制天线定位工具移动至第二图像采集模块上方，第二图像采集模块采集测试天线或天线单元的中心标记，得到坐标差(ΔX2，ΔY2)，其中，(ΔX2，ΔY2)是天线定位工具中心坐标位置与测试天线或天线单元的中心标记之间的坐标差值。

4)这两组坐标差经图像控制器模块传输给上位机中，经过处理计算得到被测产品与测试装置中心对齐的移动坐标量(ΔX，ΔY)，其中，ΔX、ΔY分别是将ΔX1与ΔX2、ΔY1与ΔY2通过上位机计算得到的被测产品与测试装置中心对齐的移动坐标量，此时得到被测产品与测试装置中心对齐时的天线定位工具中心坐标位置为(XC，YC，Z0)。

5)根据程序设定，上位机自动控制天线定位工具再次移动至坐标(X0，Y0，Z0)位置，第一图像采集模块采集应答器/参考环中心标记，得到新的坐标差(ΔX1’，ΔY1’)，其中，ΔX1'，ΔY1'分别为上位机记录此时天线定位工具中心坐标位置在X、Y轴方向的差值。

6)上位机根据新的坐标差(ΔX1’，ΔY1’)与第一次采集的坐标差(ΔX1，ΔY1)进行比对，若坐标偏差在规定误差范围内，则上位机自动控制天线定位工具移动至坐标(XC，YC，Z0)；若误差超过规定误差范围，则对坐标位置(XC，YC，Z0)进行补偿，得到新的坐标位置(XC’，YC’，Z0)；同时对坐标位置(X0，Y0，Z0)进行补偿，得到新的坐标位置(X0’，Y0’，Z0)；上位机自动控制天线定位工具移动至坐标(X0’，Y0’，Z0)位置，第一图像采集模块采集应答器或参考环中心标记，得到坐标差(ΔX1”，ΔY1”)，与第一次采集的坐标差(ΔX1，ΔY1)进行比对，若误差在规定误差范围内，则上位机自动控制天线定位工具移动至坐标(XC’，YC’，Z0)；若误差仍超过规定误差范围，则对坐标位置进行再次补偿，然后再次采集中心标记坐标差，直至偏差满足规定的允许范围。

7)根据标准中测试距离要求，上位机自动控制天线定位工具调节Z轴高度，完成被测产品与测试装置的自适应定位。

步骤4)中被测产品与测试装置中心对齐的移动坐标量(ΔX，ΔY)的具体计算方法如下：

a)六轴运动臂的中心坐标通过天线定位工具实时传输至上位机，设为(Xa，Ya)；由于第一图像采集模块的中心位置与天线定位工具相对静止，与其中心坐标的距离固定，由此可得第一图像采集模块的中心坐标为(X1，Y1)，其中，X1与Y1计算方法为：X1＝Xa+d1；Y1＝Ya-d2；

其中d1为第一图像采集模块中摄像头中心与天线中心位置在X方向的距离，d2为第一图像采集模块中摄像头中心与天线中心位置在Y方向的距离；

b)根据坐标差(ΔX1，ΔY1)，得到应答器/参考环中心坐标为(XB，YB)，其中，XB与YB计算方法为：XB＝X1±ΔX1；YB＝Y1±ΔY1；

c)由于第二图像采集模块的中心坐标为(X2，Y2)，根据坐标差(ΔX2，ΔY2)，得到测试天线或天线单元中心坐标为(XA，YA)，其中，XA与YA计算方法为：XA＝X2±ΔX2；YA＝Y2±ΔY2；

d)由被测产品与测试装置的中心坐标，得到中心对齐的移动坐标量(ΔX，ΔY)，其中，ΔX与ΔY计算方法为：ΔX＝|XB-XA|；ΔY＝|YB-YA|。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征做出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明；对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种应答器传输系统自适应定位装置，其特征在于，包括，

天线定位工具，接收并反馈天线坐标；

第一图像采集模块，其包括第一相机与第一镜头，设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以向下采集应答器或参考环的中心坐标图像；

第一照明光源模块，其包括第一环形光源与第一扩散片，设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以向下对应答器或参考环提供照明光源；

第二图像采集模块，其包括第二相机与第二镜头，设置在地面，用以向上采集天线单元或测试天线的中心标记图像；

第二照明光源模块，其包括第二环形光源与第二扩散片，设置在地面，用以向上对天线单元或测试天线提供照明光源；

激光测距模块，其包括激光感测头与激光放大器，设置在所述天线定位工具中的传动臂上，用以测量被测产品与测试装置之间的距离；

光源扩展模块，其与所述第一照明光源模块、所述第二照明光源模块分别相连，用以控制所述各照明光源模块，并为其供电；

图像控制器单元，其与所述第一图像采集模块、所述第二图像采集模块分别相连，用以控制所述各图像采集模块，并进行图像回采；

距离信号处理单元，其与所述激光测距模块相连，用以控制所述激光测距模块，并进行距离回采；

固定单元，用于按照特定角度固定应答器或参考环、所述各图像采集模块、所述各照明光源模块、所述激光测距模块；

上位机，其与所述天线定位工具、所述光源扩展模块、所述图像控制器单元、所述距离信号处理单元相连，用以对天线定位工具、距离信号处理单元进行通信控制并获取坐标回采的相关数据，对光源扩展模块、图像控制器单元进行通信控制，并将回采的坐标数据进行误差消除处理。

2.根据权利要求1所述的应答器传输系统自适应定位装置，其特征在于，所述固定单元，用于按照特定角度固定应答器或参考环、所述第一图像采集模块和所述第二图像采集模块、所述第一照明光源模块和所述第二照明光源模块。