JP2005003607A - Displacement measuring device, parallelism/displacement/inclination measuring device, and antenna device - Google Patents

Displacement measuring device, parallelism/displacement/inclination measuring device, and antenna device Download PDF

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Motomi Abe
素実 安部
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a displacement measuring device capable of measuring displacement of a part to be measured with less constraint on arrangement of measuring devices and that caused by instability of a marker, and to provide an antenna device which corrects the directional error of an antenna using the displacement measuring device. <P>SOLUTION: The device is provided with a part 1 whose displacement is to be measured, a measurement reference part 2 serving as a measurement reference, a laser pointer 3 for generating a marker, a two-dimensional image sensor 4 for photographing an image of the laser pointer 3, a center of gravity calculation part 6 for calculating the center of gravity of the laser beam from the laser pointer 3 based on an image data 5 outputted from the image sensor 4, and a displacement calculating part 8 which calculates displacement of the part to be measured based on a center of gravity position data 7 of the laser beam. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、精密計測技術分野において、測定基準部に対する被測定部の相対的な変位を測定する変位測定器及び並行変位傾斜測定器、並びにこれらの測定器を備えるアンテナ装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
例えば電波天文学の分野では、近年になってミリ波からサブミリ波へとより高い周波数の電波を観測するという要求が高まってきている。高い周波数の電波天体の観測を行う場合、望遠鏡の反射鏡面とビームの指向追尾はより高い精度が必要となる。一方では、観測効率を高めるために、望遠鏡の大口径化が進み、また昼夜のあらゆる天候で観測を実施できることが望まれている。
【0003】
しかしながら口径が大きくなることによって、望遠鏡の自重変形が大きくなり、また、日射による熱変形や風圧による変形が大きくなるため、高い指向追尾の精度を得ることが困難となり、このような高い指向追尾精度の要求を満足するためには、望遠鏡の反射鏡の指向誤差をリアルタイムに測定し、補正する技術が必要になるものである。また、このような対策として従来から種々提案されているところである(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
【特許文献1】
特開平3−3402号公報
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、指向追尾のための反射鏡の指向誤差を測定するために従来のアンテナ角度検出装置は、光位置検出器と光ビーム発生器とをEL角度検出器及びAZ角度検出器上に設置する必要があり、これらの機器配置がアンテナ構造上の制約となるという課題があった。
【0006】
また、使用される検出器が光ビームを検出する光位置検出器であったため、測定場所の変位を示すマーカは、高出力の光ビーム発生器でなくてはならない制約があるという課題があった。
【0007】
また、従来のアンテナ角度検出装置は、検出された真の指向により各軸の角度検出器の出力を補正しているが、角度検出器の出力を補正するだけでは、特に高周波の指向誤差を補正することができず、高精度なアンテナの指向追尾精度を得ることができないという課題があった。
【0008】
また、従来のアンテナ角度検出装置で使用される検出器が光ビームを検出する光位置検出器であるため、測定場所の変位を示すマーカは不安定であってはならないという課題があった。
【0009】
また、特に測定中、光ビーム発生器からのビーム形状が変化することにより、測定場所は変位していないのに、マーカの重心位置が変動するという課題があった。
また光ビーム発生器からのビームに、環境による高周波ノイズがのることにより、マーカの重心位置が変動するという課題があった。
さらに光ビーム発生器からのビームが、ガウシアンビームでなければマーカの重心位置が変動するという課題があった。
【0010】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたもので、測定器配置の制約とマーカの不安定性による制約が少なく、被測定部の変位を測定できる変位測定器と、被測定部の並行変位と傾斜を測定できる並行変位傾斜測定器と、この変位測定器または並行変位傾斜測定器を用いてアンテナ指向誤差を補正するアンテナ装置を得ることを目的とする。
【0011】
【課題を解決するための手段】
この発明に係る変位測定器は、位置を表すマーカを備えた測定基準部と、マーカに対向して被測定部に設けた撮像素子と、撮像素子で撮像したマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、マーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、重心位置算出部により算出したマーカの重心位置に基づいて、被測定部の変位を算出する変位算出部とを備えるものである。
【0012】
この発明に係る並行変位傾斜測定器は、位置を表す第1のマーカを備えた測定基準部と、位置を表す第2のマーカを備えた被測定部と、第1のマーカに対向して被測定部に設けた第1の撮像装置と、第2のマーカに対向して測定基準部に設けた第2の撮像装置と、第1および第2の撮像素子で撮像した第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、重心位置算出部により算出したマーカの重心位置に基づいて、被測定部の変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部とを備えるものである。
【0013】
この発明に係るアンテナ装置は、アンテナの仰角駆動軸を支持するアンテナ架台と、アンテナ架台の上部に設けた位置を表す第1のマーカと、第1のマーカに対向してアンテナ架台の底部に設けた第1の撮像装置と、アンテナ架台の底部に設けた位置を表す第2のマーカと、第2のマーカに対向してアンテナ架台の上部に設けた第2の撮像装置と、第1および第2の撮像素子で撮像した第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、重心位置算出部により算出した第1および第2のマーカの重心位置に基づいて、アンテナ架台の上部の並行変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部とを備えるものである。
【0014】
この発明に係るアンテナ装置は、アンテナの仰角駆動軸を支持するアンテナ架台と、アンテナ架台の上部に設けた位置を表す第1のマーカと、第1のマーカに対向して前記アンテナ架台の底部に設けた第1の撮像素子と、アンテナ架台の底部に設けた位置を表す第2のマーカと、第2のマーカに対向してアンテナ架台の上部に設けた第2の撮像素子と、第1および第2の撮像素子で撮像した第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、重心位置算出部により算出した第1および第2のマーカの重心位置に基づいて、アンテナ架台の上部の左右の並行変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部と、変位傾斜算出部により算出したアンテナ架台の上部の左右の並行変位と傾斜に基づいて、アンテナの指向誤差を算出する指向誤差算出部とを備えるものである。
【0015】
この発明に係るアンテナ装置は、アンテナの主反射鏡パネルを支持する主反射鏡支持骨組と、主反射鏡支持骨組の先端に設けた位置を表す第1のマーカと、第1のマーカに対向して主反射鏡支持骨組を支持するセンターハブの底部に設けた第1の撮像装置と、主反射鏡支持骨組を支持するセンターハブの底部に設けた位置を表す第2のマーカと、第2のマーカに対向して主反射鏡支持骨組の先端に設けた第2の撮像素子と、第1および第2の撮像素子で撮像した第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、重心位置算出部により算出したマーカの位置に基づいて、主反射鏡支持骨組の変位を算出する変位算出部とを備えるものである。
【0016】
この発明に係るアンテナ装置は、主反射鏡と副反射鏡とを備えるアンテナ装置の副反射鏡を支持する副反射鏡支持部と、副反射鏡と副反射鏡支持機構との接合部に設けた位置を表す第1のマーカと、第1のマーカに対向して主反射鏡と副反射鏡支持機構との接合部に設けた第1の撮像素子と、主反射鏡と副反射鏡支持機構との接合部に設けた位置を表す第2のマーカと、第2のマーカに対向して副反射鏡と副反射鏡支持機構との接合部に設けた第2の撮像素子と、第1および第2の撮像素子で撮像した第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、重心位置算出部により算出した第1および第2のマーカの重心位置に基づいて、副反射鏡の主反射鏡からの変位を算出する変位算出部とを備えるものである。
【0017】
【発明の実施の形態】
この発明の実施の一形態について説明する。
実施の形態1.
この発明の実施の形態1に係る変位測定器について図1、図10〜図13を参照して説明する。なお、図1は実施の形態1に係る変位測定器の一例を示す構成図である。また、図10及び図11はこの変位測定器のノイズの一例を示す図であり、図12及び図13は効果を説明するための、演算結果の一例を示す図である。
【0018】
実施の形態1に係る変位測定器は図1に示すように、変位を測定する被測定部1、測定基準となる測定基準部2、マーカを生成するレーザポインタ3、レーザポインタ3の像を撮影する2次元のイメージセンサ4、イメージセンサ4が出力する画像データ5に基づきレーザポインタ3からのレーザ光の重心位置を算出する重心位置算出部6、レーザ光の重心位置データ7から被測定部の変位を算出する変位算出部8を備えて構成される。
【0019】
なお、イメージセンサ4によって測定されるレーザ光の位置は、レーザポインタ3からのレーザ光が十分に細ければ、イメージセンサ4上の画素により、その位置が測定され、この画素位置を重心位置算出部6から出力すれば良い。しかし、実際にはイメージセンサ4の画素サイズよりもレーザポインタ3のレーザ光スポットは大きく、イメージセンサ4の複数の画素に亘って、レーザ光が照射される。この場合、レーザ光がイメージセンサ4上のどの画素を中心に照射されているかを重心位置算出部6によって、重心位置を求めることになる。このレーザ光の重心位置を求める方法は、各画素におけるイメージセンサ4の出力値と中心位置からの距離との積の総和が0となる点を重心位置(重心画素)とする方法がある。例えば、イメージセンサ4の出力を1と0とで表現した場合には、レーザ光の重心位置はレーザ光の照射範囲の面心位置ということになる。
【0020】
さらに、測定中レーザ光が不安定でビーム形状が変化する事により、測定場所は変位していないのにマーカの重心位置が変動する問題点を解決するために、以下の重心位置演算方法を用いる。
【0021】
上述したようなビームのノイズを除去するために、イメージセンサ4の各画素における出力の所定の値を閾値として、閾値以上の出力値を持つ画素のみで重心位置を演算する。また、イメージセンサ4の連続取得画像の重心位置を連続して演算する場合は次のように行う。即ち、取得した画素の輝度の高いほうから順に、初期設定数内でその初期設定数に最も近い画素数の範囲で画素を抽出し、抽出した画素の輝度値の最も低いものを閾値としてマーカの重心位置を演算する。なお、画素の抽出は、初期設定数内ではなく、その数の近傍で最も近くなる範囲としてもよい。
【0022】
イメージセンサ4の連続取得画像の重心位置を連続して演算する場合の重心位置の演算に用いる画素数を所定数に初期設定する方法を以下に示す。
重心位置を演算するとき、演算する画素数が少なすぎると、図10に示すような高周波ノイズの影響を受ける。したがって高周波ノイズを除去するのに必要な画素数以上で所定数を初期設定する。また演算する画素数が多いと、図11に示すようなノイズ(第2ピーク)の影響を受ける。この第2ピーク(ノイズ)の輝度値以上の輝度を持つ画素数以下に所定数を初期設定する。よって所定数は上記の両方を満足するような値とすることが好ましい。
【0023】
上述したように画素数を所定数に初期設定し、その初期設定数内で最も近い画素数に基づき演算する方法で演算した結果を図12に示す。従来の方法で演算した結果である図13に比べて、安定していることが分かる。それは例えば、図13(b)の重心位置のX軸方向の推移幅は2.5画素に対し、図12(b)の重心位置のX軸方向の推移幅は2.0画素と安定になっている。また図12(c)のA部は図13(c)のB部に比べて滑らかであり、高周波ノイズの影響を除去できていることが分かる。
【0024】
なお、図12(a)及び、図13(a)は重心位置のX−Y平面での、時間経過に対する移動状態を、また、図12(b)及び、図13(b)は重心位置のX方法の、時間経過に対する移動状態を、さらに、図12(c)及び、図13(c)は重心位置のY方法の、時間経過に対する移動状態を示す一測定例である。
【0025】
実施の形態2.
この発明の実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器について、図2〜図5を参照して説明する。なお、図2はこの実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器の一例を示す構成図である。また、図3はこの並行変位傾斜測定器の原理を示す模式図であって、設定初期の状態を示し、図4は図3に示す並行変位傾斜測定器が並行変位ΔXを生じた状態を示し、また、図5は図3に示す並行変位傾斜測定器が回転θyを生じた場合である。
【0026】
この実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器は図2に示すように、変位及び傾斜を測定する被測定部10、測定基準となる測定基準部11、マーカを生成するレーザポインタ12a及び12b、レーザポインタ12a、12bの像を撮影する2次元のイメージセンサ13a及び13b、イメージセンサ13aが出力する画像データ14aからレーザポインタ12bからのレーザ光の重心位置を算出する重心位置算出部15a、イメージセンサ13bが出力する画像データ14bからレーザポインタ12aのレーザ光の重心位置を算出する重心位置算出部15b(重心位置算出部15aと重心位置算出部15bを含めて重心位置算出部15と称す)、重心位置算出部15aで算出される重心位置データ16aと重心位置算出部15bで算出される重心位置データ16bとから被測定部10の変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部17を備えて構成される。
【0027】
イメージセンサ13a、13bは2次元平面においてレーザ光の位置変位を検出するが、レーザポインタ12aとイメージセンサ13bとで1測定系とし、レーザポインタ12bとイメージセンサ13aとで他の1測定系として、レーザ光が相反する方向に照射するように2測定系を配置する。即ち、被測定部10にレーザポインタ12aとイメージセンサ13aを夫々1個ずつ、また同様に測定基準部11にはレーザポインタ12bとイメージセンサ13bを夫々1個ずつ配置されている。
【0028】
次に変位及び傾斜の測定原理について説明する。
図3は並行変位傾斜測定器の設置初期の状態であって、イメージセンサ13aにより画像18aが、またイメージセンサ13bにより画像18bが得られている状態である。光軸が一致している状態では画像18aのレーザ光の位置はP2(0、0)であり、一方、画像18bのレーザ光の位置もP1(0、0)である。この状態から、被測定部10が並行変位した場合の変位量△Xと、傾斜した場合の傾斜角△θyを、夫々分離して算出する。
【0029】
まず、被測定部10が図4に示すようにX軸方向に△Xだけ変位した場合において、画像18aのレーザ光の位置をP2(X2(=−a)、Y1(=0))とし、画像18bのレーザ光の位置をP1(X1(=a)、Y1(=0))、とすると、変位量△Xは式(1)で表される。
ΔX=X1=−X2 (1)
【0030】
また、被測定部10が図5に示すようにY軸回りに△θyだけ回転した場合、被測定部10と測定基準部11との距離Lが十分に大きいときは、画像18aのX2のみ値が変化し、△θyは式(2)で表される。
tan(△θy)=(X2/L) (2)
【0031】
従って、変位量△Xと回転角△θyが同時に生じた場合、夫々、式(3)及び式(4)で表される。
△X=X1 (3)
tan(△θy)=(X1+X2)/L (4)
従って、△θyは式(5)で表される。
△θy=tan−1〔(X1+X2)/L〕 (5)
このように、式(3)によって並行変位を、式(5)によって回転を求めることができることになる。
【0032】
なお、イメージセンサ13a及びイメージセンサ13bによって測定されるレーザ光の位置は、レーザポインタ12a及びレーザポインタ12bからのレーザ光が十分に細ければ、イメージセンサ13a及びイメージセンサ13b上の画素により、その位置が測定され、この画素位置を重心位置算出部15a及び重心位置算出部15bから出力すれば良い。しかし、実際にはイメージセンサ13a、13bの画素サイズよりもレーザポインタ12a、12bのレーザ光スポットは大きく、イメージセンサ13a、13bの複数の画素に亘って、レーザ光が照射される。この場合、レーザ光がイメージセンサ13a、13b上のどの画素を中心に照射されているかを求めるために手段として、重心位置算出部15a、15bによって重心位置を求めることになる。
【0033】
このレーザ光の重心位置を求める方法は、各画素におけるイメージセンサ13a、13bの出力値と中心位置からの距離との積の総和が0となる点を重心位置(重心画素)とする方法がある。例えば、イメージセンサの出力を1と0とで表現した場合には、レーザ光の重心位置はレーザ光の照射範囲の面心位置ということになる。
【0034】
さらに、測定中レーザ光が不安定でビーム形状が変化する事により、測定場所は変位していないのにマーカの重心位置が変動する問題点を解決するために、イメージセンサの各画素における出力値の所定の値を閾値として、閾値以上の出力値を持つ画素のみで重心位置を演算する方法を用い、また、イメージセンサの連続取得画像の重心位置を連続して演算する場合は次のように行う。即ち、取得した画素の輝度の高いほうから順に、初期設定数内でその初期設定数に最も近い画素数の範囲で画素を抽出し、抽出した画素の輝度値の最も低いものを閾値としてマーカの重心位置を演算する。なお、画素の抽出は、初期設定数内ではなく、その数の近傍で最も近くなる範囲としてもよい。
【0035】
イメージセンサの連続取得画像の重心位置を連続して演算する場合の重心位置の演算に用いる画素数を所定数に初期設定する方法を以下に示す。
重心位置を演算するとき、演算する画素数が少なすぎると、実施の形態1で説明したように図10に示すような高周波ノイズの影響を受ける。したがって高周波ノイズを除去するのに必要な画素数以上で所定数を初期設定する。また演算する画素数が多いと、図11に示すようなノイズ(第2ピーク)の影響を受ける。この第2ピーク(ノイズ)の輝度値以上の輝度を持つ画素数以下に所定数を初期設定する。よって所定数は上記の両方を満足するような値とすることが好ましい。
【0036】
上述したように画素数を所定数に初期設定し、その初期設定数内で最も近い画素数に基づき演算する方法で演算した結果は、図12及び図13に示すように、実施の形態1で説明したことと同様であり、同様の効果を示すものである。
【0037】
実施の形態3.
この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置について、図6及び図7を参照して説明する。なお、図6は本発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の一例を示す構成図であり、図7はこのアンテナ装置の制御部のブロック図である。
【0038】
実施の形態3に係るアンテナ装置は図6に示すように、アンテナ9の仰角軸(EL軸)19及びアンテナ9の方位軸(AZ軸)20を夫々独立して制御するもので、仰角軸19上に設けられたEL軸ベアリング21a及び21b、AZ軸ベアリング22、EL軸ベアリング21a及び21bの下部に位置したアンテナ架台23、アンテナ架台23のアンテナ支持部がある上部23a及び23b、AZ軸ベアリング22の上部に位置しアンテナ架台23のアンテナ架台取付部がある底部24a及び24b、マーカとなるレーザポインタ25、レーザポインタ25の像を撮影する2次元のイメージセンサ26を備えて構成される。
【0039】
EL軸ベアリング21a及び21bは、アンテナ架台23に対してアンテナ9が仰角軸19まわりに回転できるように支持する。また、AZ軸ベアリング22はアンテナ架台23を方位軸20まわりに回転自在に支持する。レーザポインタ25とイメージセンサ26は、アンテナ架台23の上部23a、23b及び底部24a、24bの4箇所に設けられている。レーザポインタ25とそのレーザ光を照射するイメージセンサ26との組は、図6の矢印付き点線でレーザ光の照射を示すように、上下で1組とする。
【0040】
図7に示すようにこの発明に係るアンテナ装置の制御部は、重心位置算出部15、変位傾斜算出部17、指向誤差算出部29、アンテナ駆動部30、副反射鏡駆動部31、高速駆動鏡駆動部32を備える。
【0041】
その動作について説明すると、4台のイメージセンサ26からの画像データ27は重心位置算出部15に入力され、重心位置データ16が算出される。算出された重心位置データ16は変位傾斜算出部17に入力され、アンテナ架台23の上部23a及び23bの変位及び傾斜データ28が求められる。つぎに変位及び傾斜データ28は指向誤差算出部29に入力され、指向誤差が算出される。指向誤差算出部29により算出された指向誤差に基づいて、アンテナ9を仰角軸19及び方位角20まわりに駆動するアンテナ駆動部30、副反射鏡を駆動する副反射鏡駆動部31、指向方向を高速駆動可能な鏡を駆動する高速駆動鏡駆動部32が駆動され、アンテナ9の姿勢が制御される。
【0042】
実施の形態3においては、測定基準部を、アンテナ指向誤差の原因となる変形が少ないアンテナ架台23の底部24a及び24bとし、また、被測定部をアンテナ架台23の上部23a及び23bとする。これら上部23a及び23b、底部24a及び24bの各個所にレーザポインタ25とイメージセンサ26を配置して、測定基準部と被測定部間に対向して設け、これを1セット(図6の矢印付き点線によって結ばれる上下のレーザポインタとイメージセンサとで1セット)として、アンテナ架台23の左右に各2セット、合計4セットを設ける。
【0043】
上述したようにレーザポインタ25とイメージセンサ26とを設けることによって、アンテナ架台23の左右の被測定部、即ちアンテナ架台23の上部23a及び23bのそれぞれの部位の並行変位及び傾斜を算出することができる。これは例えばアンテナ架台23の上部23aと底部24aについて見れば、図2に示す並行変位傾斜測定器を構成しており、この測定器によって被測定部の並行変位及び傾斜を算出する手段と方法については実施の形態2に述べたとおりである。さらに、アンテナ架台23の上部23bと底部24bについても同様である。
【0044】
指向誤差算出部29は、アンテナ架台23の上部23a及び23bにおいて測定され算出された並行変位及び傾斜に基づいて、アンテナ指向誤差を算出する。アンテナ架台23の上部23a及び23bにおいて測定され算出されたX軸まわり(仰角軸まわり)の傾斜量を△θxa、△θxbとすると、EL軸まわりの指向誤差θx、及びAZ軸まわりの指向誤差θzは夫々、式(6)および次式(7)よって計算される。
θx=(△θxa+△θxb)/2 (6)
θz=(△θxa−△θxb)/2 (7)
【0045】
上述したようにして算出された指向誤差に基づいて、アンテナ駆動部30はアンテナを仰角軸19及び方位角20まわりにフィードバック駆動し、指向誤差を補正する。また、高周波数で変化する指向誤差に対しては、アンテナ9やアンテナ架台23に比べて、質量や感性モーメントの小さい副反射鏡を駆動する副反射鏡駆動部31によって、或いは高速駆動鏡を駆動する高速駆動鏡駆動部32によって、これらの鏡をフィードバック駆動し、指向誤差を補正することが可能となる。
【0046】
上述したようなアンテナ装置は、アンテナ装置全体の熱変形や、風圧による変形を生じた場合に、このアンテナ架台23の上部23a及び23bにおいて、並行変位や傾斜が生じ、この並行変位や傾斜によってアンテナの指向方向が変化すると考えられるが、算出された指向誤差に基づいて指向方向を制御することが可能となる。
【0047】
実施の形態4.
この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置について、図8を参照して説明する。なお、図8はこの発明の実施の形態4に係るアンテナ装置の一例を示す構成図である。
【0048】
実施の形態4に係るアンテナ装置は図8に示すように、主反射鏡9a、主反射鏡9aを支持する主反射鏡骨組41、主反射鏡骨組41を支持するセンターハブ42、被測定部となる主反射鏡9aの上部43a及び43b、測定基準部となるセンターハブ42の底部44a及び44b、マーカを生成するレーザポインタ45、レーザポインタ45の像を撮影する2次元のイメージセンサ46を備えて構成される。レーザポインタ45とイメージセンサ46は、主反射鏡の上部43aと43b、及びセンターハブ42の底部44aと44bの計4箇所に設けられている。レーザポインタ45とそのレーザ光を照射するイメージセンサ46との組は、図8の矢印付き点線でレーザ光の照射を示すように、上下で1組とする。
【0049】
このようにレーザポインタ45とイメージセンサ46とを設けることによって、主反射鏡9aの被測定部、即ち主反射鏡9aの上部43a及び43bのそれぞれの並行変位及び傾斜を算出することができる。これは例えば主反射鏡9aの上部43a、43bとセンターハブ42の底部44a、44bについて見れば、図2に示す並行変位傾斜測定器を構成しており、この測定器によって被測定部の並行変位及び傾斜を算出する手段と方法については実施の形態2に述べたとおりである。
【0050】
上述したようなアンテナ装置は、アンテナ装置全体の熱変形や、風圧による変形を生じた場合に、この主反射鏡9aの上部43a及び43bにおいて、並行変位や傾斜が生じ、この並行変位や傾斜によってアンテナの指向方向が変化すると考えられるが、算出された指向誤差に基づいて指向方向を制御することが可能となる。
【0051】
実施の形態5.
この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置について、図9を参照して説明する。なお、図9はこの発明の実施の形態5に係るアンテナ装置の一例を示す構成図である。
【0052】
この実施の形態5に係るアンテナ装置は図9に示すように、主反射鏡9b、副反射鏡50、副反射鏡50を支持する副反射鏡支持機構51、被測定部となる副反射鏡支持機構51の上部52a及び52b、副反射鏡支持機構51と主反射鏡9bとの接合部に位置し、測定基準部となる副反射鏡支持機構51の下部53a及び53b、マーカを生成するレーザポインタ54、レーザポインタの像を撮影する2次元のイメージセンサ55を備えて構成される。レーザポインタ54とイメージセンサ55は、副反射鏡支持機構51の上部52aと52b、及び副反射鏡支持機構51と主反射鏡9bとの接合部にあたる下部53aと53bの計4箇所に設けられている。レーザポインタ54とそのレーザ光を照射するイメージセンサ55との組は、図9の矢印付き点線でレーザ光の照射を示すように、上下で1組とする。
【0053】
このようにレーザポインタ54とイメージセンサ55とを設けることによって、副反射鏡支持機構51の被測定部、即ち副反射鏡支持機構51の上部52a及び52bのそれぞれの並行変位及び傾斜を算出することができる。これは例えば副反射鏡支持機構51の上部52a、52bと副反射鏡支持機構51と主反射鏡9bとの接合部分にあたる下部53a、53bについて見れば、図2に示す並行変位傾斜測定器を構成しており、この測定器によって被測定部の並行変位及び傾斜を算出する手段と方法については実施の形態2に述べたとおりである。
【0054】
上述したようなアンテナ装置は、アンテナ装置全体の熱変形や、風圧による変形を生じた場合に、この反射鏡支持機構51の上部52a、52bにおいて、並行変位や傾斜が生じ、この並行変位や傾斜によってアンテナの指向方向が変化すると考えられるが、算出された指向誤差に基づいて指向方向を制御することが可能となる。
【0055】
【発明の効果】
以上のように、この発明によれば、被測定部と測定基準部のそれぞれに対向してマーカとイメージセンサとを配置する簡素な構成のため、これらの測定器の配置上の制約が少なく、変位を測定することができると共に、画素数を所定数に初期設定して初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき重心位置を演算することにより、ビーム形状の変化しやすい安価なマーカも使用可能となるため、安価なシステムが達成できる効果がある。
【0056】
この発明によれば、アンテナ架台の上部と底部において、それぞれ対向してマーカとイメージセンサとを配置するので、これらの測定器の配置上の制約が少なく、アンテナ架台上部の変位を測定することができ、より高精度にアンテナの指向誤差を計算することができ、指向を制御することが可能となる効果がある。
【0057】
この発明によれば、主反射鏡パネルを支持する主反射鏡支持骨組と、この主反射鏡支持骨組の先端と、主反射鏡支持骨組を支持するセンターハブの底部において、それぞれ対向してマーカとイメージセンサとを配置するので、これらの測定器の配置上の制約が少なく、主反射鏡支持骨組の変位を測定することができ、より高精度にアンテナの指向誤差を計算して、指向を制御することが可能となる効果がある。
【0058】
この発明によれば、副反射鏡支持機構と副反射鏡との接合部と副反射鏡支持機構と主反射鏡との接合部において、それぞれ対向してマーカとイメージセンサとを配置するので、これらの測定器の配置上の制約が少なく、副反射鏡の変位を測定することができ、より高精度にアンテナの指向誤差を計算して、指向を制御することが可能となる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態1に係る変位測定器の一例を示す構成図である。
【図2】この発明の実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器の一例を示す構成図である。
【図3】この発明の実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器の原理を示す模式図である。
【図4】この発明の実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器の原理を示す模式図である。
【図5】この発明の実施の形態2に係る並行変位傾斜測定器の原理を示す模式図である。
【図6】この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の一例を示す構成図である。
【図7】この発明の実施の形態3に係るアンテナ装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図8】この発明の実施の形態4に係るアンテナ装置の一例を示す構成図である。
【図9】この発明の実施の形態5に係るアンテナ装置の一例を示す構成図である。
【図10】この発明の実施の形態1,2に係る高周波ノイズの一例を示す図である。
【図11】この発明の実施の形態1,2に係るノイズの一例を示す図である。
【図12】この発明の効果を説明するための、演算結果の一例を示す図である。
【図13】この発明の効果と比較するための、従来の方法での演算結果の一例を示す図である。
【符号の説明】
1,10,43a,43b 被測定部、2,11 測定基準部、3,12a,12b,25,45,54 レーザポインタ、4,13a,13b,26,46,55 イメージセンサ(撮像装置)、5,14a,14b,27 画像データ、6,15 重心位置算出部、7,16,16a,16b 重心位置データ、8変位算出部、9 アンテナ、9a,9b 主反射鏡、15a,15b 重心位置検出部、17 変位傾斜算出部、18a,18b 画像、19 仰角軸、20方位軸、21a,21b EL軸ベアリング、22 AZ軸ベアリング、23アンテナ架台、23a,23b 上部、24a,24b 底部、28 変位及び傾斜データ、29 指向誤差算出部、30 アンテナ駆動部、31 副反射鏡駆動部、32 高速駆動鏡駆動部、41 主反射鏡骨組、42 センターハブ、44a,44b センターハブ底部、50 副反射鏡、51 副反射鏡支持機構、52a,52b 上部、53a,53b 下部。
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a displacement measuring instrument and a parallel displacement inclination measuring instrument that measure relative displacement of a part to be measured with respect to a measurement reference part, and an antenna device including these measuring instruments in the precision measurement technical field.
[0002]
[Prior art]
For example, in the field of radio astronomy, in recent years, there has been an increasing demand for observation of radio waves with higher frequencies from millimeter waves to submillimeter waves. When observing high-frequency radio celestial bodies, higher accuracy is required for the reflecting mirror surface of the telescope and beam pointing tracking. On the other hand, in order to increase the observation efficiency, it is desired that the diameter of the telescope is increased and that observation can be carried out in all day and night weather conditions.
[0003]
However, as the aperture becomes larger, the deformation of the telescope's weight increases, and thermal deformation due to solar radiation and deformation due to wind pressure increase, making it difficult to obtain high pointing tracking accuracy. In order to satisfy these requirements, a technique for measuring and correcting the pointing error of the telescope reflector in real time is required. Various countermeasures have been proposed in the past (for example, see Patent Document 1).
[0004]
[Patent Document 1]
JP-A-3-3402
[0005]
[Problems to be solved by the invention]
As described above, in order to measure the pointing error of the reflecting mirror for pointing tracking, the conventional antenna angle detector includes an optical position detector and a light beam generator on an EL angle detector and an AZ angle detector. There is a problem that it is necessary to install them, and the arrangement of these devices becomes a restriction on the antenna structure.
[0006]
In addition, since the detector used is an optical position detector that detects a light beam, there is a problem that the marker indicating the displacement of the measurement place has a restriction that it must be a high-power light beam generator. .
[0007]
In addition, the conventional antenna angle detection device corrects the output of the angle detector for each axis based on the detected true directivity, but correcting the output of the angle detector in particular corrects the high-frequency pointing error. There was a problem that it was not possible to obtain high-precision antenna tracking accuracy.
[0008]
In addition, since the detector used in the conventional antenna angle detector is an optical position detector that detects a light beam, there has been a problem that the marker indicating the displacement of the measurement location must not be unstable.
[0009]
Further, particularly during measurement, there has been a problem that the center of gravity of the marker fluctuates due to a change in the shape of the beam from the light beam generator, even though the measurement location is not displaced.
Further, there has been a problem that the position of the center of gravity of the marker fluctuates due to high-frequency noise caused by the environment on the beam from the light beam generator.
Furthermore, if the beam from the light beam generator is not a Gaussian beam, there has been a problem that the position of the center of gravity of the marker fluctuates.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and is provided with a displacement measuring instrument that can measure the displacement of a measured part with few restrictions due to the arrangement of the measuring instrument and the instability of the marker, and the measured part. An object of the present invention is to obtain a parallel displacement inclination measuring instrument capable of measuring the parallel displacement and inclination of the antenna, and an antenna device that corrects an antenna pointing error using the displacement measuring instrument or the parallel displacement inclination measuring instrument.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
The displacement measuring device according to the present invention includes a measurement reference unit including a marker indicating a position, an image sensor provided in a measurement target unit facing the marker, and an image of the center of gravity of the image captured by the image sensor. A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used for calculating the position, and a barycentric position that calculates the barycentric position of the marker image based on the nearest pixel number among the pixel numbers initially set by the pixel number initial setting unit A calculation unit and a displacement calculation unit that calculates the displacement of the measurement target unit based on the barycentric position of the marker calculated by the barycentric position calculation unit.
[0012]
The parallel displacement inclination measuring device according to the present invention includes a measurement reference unit including a first marker representing a position, a measured unit including a second marker representing a position, and a measurement target facing the first marker. A first imaging device provided in the measurement unit, a second imaging device provided in the measurement reference unit facing the second marker, and first and second images taken by the first and second imaging elements Based on the pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used for calculating the center of gravity position of the image with respect to the marker image and the closest pixel number among the pixel numbers that are initially set by the pixel number initial setting unit, And a center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the image of the second marker, and a displacement inclination calculation unit that calculates the displacement and inclination of the measured part based on the center-of-gravity position of the marker calculated by the center-of-gravity position calculation unit It is to be prepared.
[0013]
An antenna device according to the present invention is provided at the bottom of an antenna mount so as to face the first marker, an antenna mount that supports an elevation drive shaft of the antenna, a first marker that represents a position provided on the top of the antenna mount, and The first imaging device, the second marker representing the position provided at the bottom of the antenna mount, the second imaging device provided on the top of the antenna mount facing the second marker, the first and first Initially set by the pixel number initial setting unit and the pixel number initial setting unit for initial setting of the number of pixels used to calculate the center of gravity position of the image for the first and second marker images captured by the two image sensors Based on the closest number of pixels in the number of pixels, the centroid position calculation unit that calculates the centroid position of the first and second marker images, and the centroid position of the first and second markers calculated by the centroid position calculation unit Based antenna Those having a displacement gradient calculation unit for calculating a slope and the top of parallel displacement of the platform.
[0014]
An antenna device according to the present invention includes an antenna mount that supports an elevation angle drive shaft of an antenna, a first marker that represents a position provided on an upper portion of the antenna mount, and a bottom portion of the antenna mount that faces the first marker. A first imaging element provided; a second marker representing a position provided at the bottom of the antenna gantry; a second imaging element provided on the top of the antenna gantry opposite the second marker; Initially set by the pixel number initial setting unit and the pixel number initial setting unit for initial setting of the number of pixels used for calculating the centroid position of the image with respect to the first and second marker images captured by the second image sensor. The center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the first and second marker images based on the closest number of pixels in the number of pixels, and the center-of-gravity position of the first and second markers calculated by the center-of-gravity position calculation unit Based on A displacement inclination calculator that calculates the left and right parallel displacement and inclination of the upper part of the gantry, and a directivity that calculates the antenna pointing error based on the left and right parallel displacement and inclination of the upper part of the antenna gantry calculated by the displacement inclination calculator And an error calculation unit.
[0015]
An antenna device according to the present invention is configured to face a main reflector support frame that supports a main reflector panel of an antenna, a first marker that represents a position provided at a tip of the main reflector support frame, and a first marker. A first imaging device provided at the bottom of the center hub that supports the main reflector support framework, a second marker that represents a position provided at the bottom of the center hub that supports the main reflector support framework, The center of gravity position of the image with respect to the images of the second imaging element provided at the tip of the main reflector support frame facing the marker and the first and second markers imaged by the first and second imaging elements. Based on the pixel number initial setting unit for initial setting of the number of pixels used for calculation and the closest pixel number among the pixel numbers initially set by the pixel number initial setting unit, the barycentric positions of the first and second marker images are determined. Center of gravity position calculation part to calculate and center of gravity position calculation Based on the calculated position of the marker by, those and a displacement calculation unit for calculating a displacement of the main reflecting mirror supporting framework.
[0016]
An antenna device according to the present invention is provided at a sub-reflecting mirror support portion that supports a sub-reflecting mirror of an antenna device including a main reflecting mirror and a sub-reflecting mirror, and a joint portion between the sub-reflecting mirror and the sub-reflecting mirror support mechanism. A first marker representing a position; a first imaging element provided at a joint between the main reflecting mirror and the sub reflecting mirror support mechanism facing the first marker; a main reflecting mirror and a sub reflecting mirror support mechanism; A second marker representing a position provided at the joint portion, a second imaging element provided at the joint portion between the sub-reflecting mirror and the sub-reflecting mirror support mechanism facing the second marker, and the first and first Initially set by the pixel number initial setting unit and the pixel number initial setting unit for initial setting of the number of pixels used to calculate the center of gravity position of the image for the first and second marker images captured by the two image sensors Based on the closest number of pixels in the number of pixels, the centroid position of the first and second marker images is calculated. And a displacement calculator that calculates the displacement of the sub-reflector from the main reflector based on the centroid positions of the first and second markers calculated by the centroid position calculator. .
[0017]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
An embodiment of the present invention will be described.
Embodiment 1 FIG.
A displacement measuring instrument according to Embodiment 1 of the present invention will be described with reference to FIGS. 1 and 10 to 13. FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an example of a displacement measuring instrument according to the first embodiment. FIGS. 10 and 11 are diagrams showing an example of the noise of the displacement measuring device, and FIGS. 12 and 13 are diagrams showing an example of a calculation result for explaining the effect.
[0018]
As shown in FIG. 1, the displacement measuring apparatus according to the first embodiment takes an image of a measured part 1 for measuring displacement, a measurement reference part 2 as a measurement reference, a laser pointer 3 for generating a marker, and an image of the laser pointer 3. A two-dimensional image sensor 4 that performs the calculation, a center-of-gravity position calculation unit 6 that calculates the position of the center of gravity of the laser light from the laser pointer 3 based on the image data 5 that is output from the image sensor 4, and A displacement calculation unit 8 for calculating the displacement is provided.
[0019]
The position of the laser beam measured by the image sensor 4 is measured by a pixel on the image sensor 4 if the laser beam from the laser pointer 3 is sufficiently thin, and this pixel position is calculated as a centroid position. What is necessary is just to output from the part 6. However, the laser light spot of the laser pointer 3 is actually larger than the pixel size of the image sensor 4, and the laser light is irradiated over a plurality of pixels of the image sensor 4. In this case, the center of gravity position calculation unit 6 determines the center of gravity of which pixel on the image sensor 4 is irradiated with the laser light. As a method for obtaining the barycentric position of the laser beam, there is a method in which a point where the sum of products of the output value of the image sensor 4 and the distance from the central position in each pixel is 0 is set as the barycentric position (centroid pixel). For example, when the output of the image sensor 4 is expressed by 1 and 0, the barycentric position of the laser light is the face center position of the laser light irradiation range.
[0020]
Furthermore, the following centroid position calculation method is used to solve the problem that the centroid position of the marker fluctuates because the laser beam is unstable during measurement and the beam shape changes, but the measurement location is not displaced. .
[0021]
In order to remove the beam noise as described above, a predetermined value of the output of each pixel of the image sensor 4 is used as a threshold value, and the barycentric position is calculated only with pixels having an output value equal to or higher than the threshold value. Moreover, when calculating the gravity center position of the continuous acquisition image of the image sensor 4 continuously, it carries out as follows. That is, in order from the highest luminance of the acquired pixel, pixels are extracted within the range of the number of pixels closest to the initial setting number within the initial setting number, and the marker having the lowest luminance value of the extracted pixel is set as a threshold value. Calculate the center of gravity. It should be noted that the pixel extraction may be performed not in the initial set number but in a range closest to that number.
[0022]
A method for initially setting the number of pixels used for calculating the center of gravity when calculating the center of gravity of continuously acquired images of the image sensor 4 to a predetermined number will be described below.
When calculating the position of the center of gravity, if the number of pixels to be calculated is too small, it is affected by high frequency noise as shown in FIG. Accordingly, a predetermined number is initially set to be equal to or more than the number of pixels necessary for removing high frequency noise. Further, when the number of pixels to be calculated is large, it is affected by noise (second peak) as shown in FIG. A predetermined number is initially set to be equal to or less than the number of pixels having a luminance value equal to or higher than the luminance value of the second peak (noise). Therefore, the predetermined number is preferably set to a value that satisfies both of the above.
[0023]
As described above, FIG. 12 shows the result of calculation by the method of initializing the number of pixels to a predetermined number and calculating based on the closest number of pixels within the initial set number. It turns out that it is stable compared with FIG. 13 which is the result of calculation by the conventional method. For example, the transition width in the X-axis direction of the center of gravity position in FIG. 13B is 2.5 pixels, whereas the transition width in the X-axis direction of the center of gravity position in FIG. ing. In addition, it can be seen that the portion A in FIG. 12C is smoother than the portion B in FIG. 13C, and the influence of high frequency noise can be removed.
[0024]
12 (a) and 13 (a) show the movement state of the center of gravity position with respect to time on the XY plane, and FIGS. 12 (b) and 13 (b) show the center of gravity position. FIG. 12C and FIG. 13C are examples of measurement showing the movement state of the center of gravity position Y method with respect to the passage of time.
[0025]
Embodiment 2. FIG.
A parallel displacement inclination measuring instrument according to Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 2 is a block diagram showing an example of the parallel displacement inclination measuring instrument according to the second embodiment. FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle of the parallel displacement tilt measuring device, showing the initial setting state, and FIG. 4 showing the state in which the parallel displacement tilt measuring device shown in FIG. FIG. 5 shows a case where the parallel displacement inclination measuring instrument shown in FIG.
[0026]
As shown in FIG. 2, the parallel displacement inclination measuring apparatus according to the second embodiment includes a measured part 10 that measures displacement and inclination, a measurement reference part 11 that is a measurement reference, laser pointers 12 a and 12 b that generate markers, Two-dimensional image sensors 13a and 13b that capture images of the laser pointers 12a and 12b, a centroid position calculation unit 15a that calculates a centroid position of laser light from the laser pointer 12b from image data 14a output from the image sensor 13a, and an image sensor A center-of-gravity position calculation unit 15b that calculates the center-of-gravity position of the laser beam of the laser pointer 12a from the image data 14b output by 13b (referred to as the center-of-gravity position calculation unit 15 including the center-of-gravity position calculation unit 15a and the center-of-gravity position calculation unit 15b), The gravity center position data 16a calculated by the position calculation unit 15a and the gravity center position calculation unit 15b are calculated. Composed of a gravity center position data 16b includes a displacement tilt calculation unit 17 for calculating the inclination and the displacement of the measured portion 10.
[0027]
The image sensors 13a and 13b detect the positional displacement of the laser beam on a two-dimensional plane. The laser pointer 12a and the image sensor 13b are used as one measurement system, and the laser pointer 12b and the image sensor 13a are used as another measurement system. The two measurement systems are arranged so that the laser beams are irradiated in opposite directions. That is, one laser pointer 12a and one image sensor 13a are arranged in the measured part 10, and one laser pointer 12b and one image sensor 13b are arranged in the measurement reference part 11, respectively.
[0028]
Next, the principle of measuring displacement and inclination will be described.
FIG. 3 shows an initial state of installation of the parallel displacement inclination measuring device, in which an image 18a is obtained by the image sensor 13a and an image 18b is obtained by the image sensor 13b. In a state where the optical axes coincide with each other, the position of the laser beam in the image 18a is P2 (0, 0), while the position of the laser beam in the image 18b is also P1 (0, 0). From this state, the displacement amount ΔX when the measured part 10 is displaced in parallel and the tilt angle Δθy when tilted are calculated separately.
[0029]
First, when the measured part 10 is displaced by ΔX in the X-axis direction as shown in FIG. 4, the position of the laser beam of the image 18a is P2 (X2 (= −a), Y1 (= 0)), Assuming that the position of the laser beam of the image 18b is P1 (X1 (= a), Y1 (= 0)), the displacement amount ΔX is expressed by Expression (1).
ΔX = X1 = −X2 (1)
[0030]
Further, when the measured portion 10 is rotated by Δθy about the Y axis as shown in FIG. 5, when the distance L between the measured portion 10 and the measurement reference portion 11 is sufficiently large, only the value X2 of the image 18a is obtained. Changes, and Δθy is expressed by Equation (2).
tan (Δθy) = (X2 / L) (2)
[0031]
Accordingly, when the displacement amount ΔX and the rotation angle Δθy are generated at the same time, they are expressed by Expression (3) and Expression (4), respectively.
ΔX = X1 (3)
tan (Δθy) = (X1 + X2) / L (4)
Therefore, Δθy is expressed by equation (5).
Δθy = tan -1 [(X1 + X2) / L] (5)
As described above, the parallel displacement can be obtained by the equation (3), and the rotation can be obtained by the equation (5).
[0032]
The position of the laser beam measured by the image sensor 13a and the image sensor 13b is determined by the pixels on the image sensor 13a and the image sensor 13b if the laser beam from the laser pointer 12a and the laser pointer 12b is sufficiently thin. The position is measured, and the pixel position may be output from the centroid position calculation unit 15a and the centroid position calculation unit 15b. However, actually, the laser light spot of the laser pointers 12a and 12b is larger than the pixel size of the image sensors 13a and 13b, and the laser light is irradiated over a plurality of pixels of the image sensors 13a and 13b. In this case, the center-of-gravity position is calculated by the center-of-gravity position calculators 15a and 15b as means for determining which pixel on the image sensors 13a and 13b is irradiated with the laser beam.
[0033]
As a method for obtaining the barycentric position of the laser beam, there is a method in which a point where the sum of products of the output values of the image sensors 13a and 13b and the distance from the center position in each pixel is 0 is set as the barycentric position (centroid pixel). . For example, when the output of the image sensor is expressed by 1 and 0, the barycentric position of the laser light is the face center position of the irradiation range of the laser light.
[0034]
Furthermore, in order to solve the problem that the center of gravity of the marker fluctuates because the laser beam is unstable during measurement and the beam shape changes, the output value at each pixel of the image sensor When using the method of calculating the centroid position with only pixels having an output value equal to or greater than the threshold value, and calculating the centroid position of continuously acquired images of the image sensor, as follows: Do. That is, in order from the highest luminance of the acquired pixel, pixels are extracted within the range of the number of pixels closest to the initial setting number within the initial setting number, and the marker having the lowest luminance value of the extracted pixel is set as a threshold value. Calculate the center of gravity. It should be noted that the pixel extraction may be performed not in the initial set number but in a range closest to that number.
[0035]
A method for initially setting the number of pixels used for calculating the center of gravity when calculating the center of gravity of continuously acquired images of the image sensor to a predetermined number will be described below.
When calculating the position of the center of gravity, if the number of pixels to be calculated is too small, as described in the first embodiment, it is affected by high frequency noise as shown in FIG. Accordingly, a predetermined number is initially set to be equal to or more than the number of pixels necessary for removing high frequency noise. Further, when the number of pixels to be calculated is large, it is affected by noise (second peak) as shown in FIG. A predetermined number is initially set to be equal to or less than the number of pixels having a luminance value equal to or higher than the luminance value of the second peak (noise). Therefore, the predetermined number is preferably set to a value that satisfies both of the above.
[0036]
As described above, the number of pixels is initially set to a predetermined number, and the calculation result based on the calculation method based on the closest number of pixels within the initially set number is as shown in FIG. 12 and FIG. This is the same as described, and shows the same effect.
[0037]
Embodiment 3 FIG.
An antenna device according to Embodiment 3 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 6 is a block diagram showing an example of an antenna device according to Embodiment 3 of the present invention, and FIG. 7 is a block diagram of a control unit of this antenna device.
[0038]
As shown in FIG. 6, the antenna device according to the third embodiment controls the elevation angle axis (EL axis) 19 of the antenna 9 and the azimuth axis (AZ axis) 20 of the antenna 9 independently. EL shaft bearings 21a and 21b provided above, AZ shaft bearing 22, antenna mount 23 positioned below EL shaft bearings 21a and 21b, upper portions 23a and 23b having antenna support portions of antenna mount 23, AZ shaft bearing 22 Are provided with bottom portions 24a and 24b having an antenna mount attachment portion of the antenna mount 23, a laser pointer 25 serving as a marker, and a two-dimensional image sensor 26 for capturing an image of the laser pointer 25.
[0039]
The EL shaft bearings 21 a and 21 b support the antenna base 23 so that the antenna 9 can rotate about the elevation axis 19. The AZ-axis bearing 22 supports the antenna mount 23 so as to be rotatable around the azimuth axis 20. The laser pointer 25 and the image sensor 26 are provided at four locations of the upper portions 23a and 23b and the bottom portions 24a and 24b of the antenna mount 23. The set of the laser pointer 25 and the image sensor 26 that irradiates the laser beam is one set up and down as shown by the dotted line with an arrow in FIG.
[0040]
As shown in FIG. 7, the control unit of the antenna device according to the present invention includes a center-of-gravity position calculation unit 15, a displacement inclination calculation unit 17, a pointing error calculation unit 29, an antenna drive unit 30, a sub-reflecting mirror drive unit 31, a high-speed drive mirror. A drive unit 32 is provided.
[0041]
Explaining the operation, the image data 27 from the four image sensors 26 is input to the gravity center position calculation unit 15 to calculate the gravity center position data 16. The calculated center-of-gravity position data 16 is input to the displacement inclination calculation unit 17, and displacement and inclination data 28 of the upper portions 23a and 23b of the antenna mount 23 are obtained. Next, the displacement and inclination data 28 is input to the pointing error calculation unit 29, and the pointing error is calculated. Based on the directivity error calculated by the directivity error calculator 29, the antenna drive unit 30 that drives the antenna 9 around the elevation angle axis 19 and the azimuth angle 20, the sub-reflector drive unit 31 that drives the sub-reflector, and the directivity direction are determined. The high-speed drive mirror drive unit 32 that drives the mirror that can be driven at high speed is driven, and the attitude of the antenna 9 is controlled.
[0042]
In the third embodiment, the measurement reference portion is the bottom portions 24a and 24b of the antenna mount 23 with little deformation causing an antenna pointing error, and the measurement target portion is the upper portions 23a and 23b of the antenna mount 23. A laser pointer 25 and an image sensor 26 are arranged at each of the upper parts 23a and 23b and the bottom parts 24a and 24b, and are provided to face each other between the measurement reference part and the part to be measured. As a set of upper and lower laser pointers and image sensors connected by dotted lines, two sets are provided on the left and right sides of the antenna mount 23, for a total of four sets.
[0043]
By providing the laser pointer 25 and the image sensor 26 as described above, it is possible to calculate the parallel displacement and inclination of the respective parts to be measured on the left and right of the antenna mount 23, that is, the upper portions 23a and 23b of the antenna mount 23. it can. For example, if the top 23a and the bottom 24a of the antenna mount 23 are viewed, the parallel displacement inclination measuring instrument shown in FIG. 2 is constructed, and the means and method for calculating the parallel displacement and inclination of the part to be measured by this measuring instrument. Is as described in the second embodiment. The same applies to the upper part 23b and the bottom part 24b of the antenna mount 23.
[0044]
The pointing error calculation unit 29 calculates an antenna pointing error based on the parallel displacement and the inclination measured and calculated in the upper parts 23a and 23b of the antenna mount 23. Assuming Δθxa and Δθxb that are the inclination amounts around the X axis (around the elevation axis) measured and calculated at the upper portions 23a and 23b of the antenna mount 23, the directivity error θx around the EL axis and the directivity error θz around the AZ axis Are calculated by equation (6) and equation (7), respectively.
θx = (Δθxa + Δθxb) / 2 (6)
θz = (Δθxa−Δθxb) / 2 (7)
[0045]
Based on the pointing error calculated as described above, the antenna driving unit 30 feedback-drives the antenna around the elevation angle axis 19 and the azimuth angle 20 to correct the pointing error. Also, for directivity errors that change at high frequencies, the sub-reflector driving unit 31 that drives the sub-reflector having a smaller mass and sensitivity moment than the antenna 9 and the antenna mount 23 or the high-speed drive mirror is driven. The high-speed drive mirror drive unit 32 that performs the feedback drive of these mirrors can correct the pointing error.
[0046]
When the antenna device as described above is subjected to thermal deformation of the entire antenna device or deformation due to wind pressure, parallel displacement and inclination occur in the upper portions 23a and 23b of the antenna mount 23, and the antenna is caused by the parallel displacement and inclination. However, it is possible to control the pointing direction based on the calculated pointing error.
[0047]
Embodiment 4 FIG.
An antenna device according to Embodiment 4 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a block diagram showing an example of an antenna apparatus according to Embodiment 4 of the present invention.
[0048]
As shown in FIG. 8, the antenna device according to the fourth embodiment includes a main reflecting mirror 9a, a main reflecting mirror frame 41 that supports the main reflecting mirror 9a, a center hub 42 that supports the main reflecting mirror frame 41, a measured part, An upper part 43a and 43b of the main reflecting mirror 9a, a bottom part 44a and 44b of the center hub 42 as a measurement reference part, a laser pointer 45 for generating a marker, and a two-dimensional image sensor 46 for taking an image of the laser pointer 45. Composed. The laser pointer 45 and the image sensor 46 are provided at a total of four locations, ie, the upper portions 43 a and 43 b of the main reflecting mirror and the bottom portions 44 a and 44 b of the center hub 42. The pair of the laser pointer 45 and the image sensor 46 that irradiates the laser beam is one set at the top and bottom as shown by the dotted line with an arrow in FIG.
[0049]
By providing the laser pointer 45 and the image sensor 46 in this way, it is possible to calculate the parallel displacement and inclination of the measured part of the main reflecting mirror 9a, that is, the upper portions 43a and 43b of the main reflecting mirror 9a. For example, if the upper parts 43a and 43b of the main reflecting mirror 9a and the bottom parts 44a and 44b of the center hub 42 are viewed, the parallel displacement inclination measuring instrument shown in FIG. 2 is formed. The means and method for calculating the inclination are as described in the second embodiment.
[0050]
When the antenna device as described above undergoes thermal deformation of the entire antenna device or deformation due to wind pressure, parallel displacement or inclination occurs in the upper portions 43a and 43b of the main reflecting mirror 9a. Although it is considered that the directivity direction of the antenna changes, the directivity direction can be controlled based on the calculated directivity error.
[0051]
Embodiment 5 FIG.
An antenna apparatus according to Embodiment 5 of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a block diagram showing an example of an antenna apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
[0052]
As shown in FIG. 9, the antenna device according to the fifth embodiment includes a main reflecting mirror 9b, a sub-reflecting mirror 50, a sub-reflecting mirror support mechanism 51 that supports the sub-reflecting mirror 50, and a sub-reflecting mirror support that is a part to be measured. Laser pointers that generate upper and lower portions 52a and 52b of the mechanism 51, lower portions 53a and 53b of the sub-reflecting mirror support mechanism 51 serving as a measurement reference portion, and located at the joint between the sub-reflecting mirror support mechanism 51 and the main reflecting mirror 9b. 54, a two-dimensional image sensor 55 for taking an image of the laser pointer. The laser pointer 54 and the image sensor 55 are provided at a total of four locations: upper portions 52a and 52b of the sub-reflecting mirror support mechanism 51, and lower portions 53a and 53b corresponding to a joint portion between the sub-reflecting mirror support mechanism 51 and the main reflecting mirror 9b. Yes. The set of the laser pointer 54 and the image sensor 55 that irradiates the laser beam is one set up and down as shown by the dotted line with an arrow in FIG.
[0053]
By providing the laser pointer 54 and the image sensor 55 in this way, the parallel displacement and inclination of each of the measurement target portion of the sub-reflecting mirror support mechanism 51, that is, the upper portions 52a and 52b of the sub-reflecting mirror support mechanism 51 are calculated. Can do. For example, if the upper portions 52a and 52b of the sub-reflecting mirror support mechanism 51 and the lower portions 53a and 53b corresponding to the joint portion between the sub-reflecting mirror support mechanism 51 and the main reflecting mirror 9b are viewed, the parallel displacement inclination measuring device shown in FIG. The means and method for calculating the parallel displacement and the inclination of the part to be measured by this measuring instrument are as described in the second embodiment.
[0054]
When the antenna device as described above undergoes thermal deformation of the entire antenna device or deformation due to wind pressure, parallel displacement or inclination occurs in the upper portions 52a and 52b of the reflector support mechanism 51. Although it is considered that the directivity direction of the antenna changes due to, the directivity direction can be controlled based on the calculated directivity error.
[0055]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, because of the simple configuration in which the marker and the image sensor are arranged to face the measured part and the measurement reference part, there are few restrictions on the arrangement of these measuring instruments, An inexpensive marker that is easy to change the beam shape by measuring displacement and calculating the barycentric position based on the closest number of pixels within the initially set number of pixels. Can also be used, so that an inexpensive system can be achieved.
[0056]
According to the present invention, since the marker and the image sensor are arranged facing each other at the top and bottom of the antenna mount, there are few restrictions on the placement of these measuring instruments, and the displacement of the top of the antenna mount can be measured. The antenna directivity error can be calculated with higher accuracy, and the directivity can be controlled.
[0057]
According to the present invention, the main reflector support frame that supports the main reflector panel, the tip of the main reflector support frame, and the bottom of the center hub that supports the main reflector support frame, respectively, are opposed to the marker. Since the image sensor is placed, there are few restrictions on the placement of these measuring instruments, the displacement of the main reflector support frame can be measured, and the pointing error of the antenna is calculated with higher accuracy to control the pointing. There is an effect that can be done.
[0058]
According to the present invention, the marker and the image sensor are arranged to face each other at the joint portion between the sub-reflector support mechanism and the sub-reflector and the joint portion between the sub-reflector support mechanism and the main reflector. There are few restrictions on the arrangement of the measuring instruments, the displacement of the sub-reflecting mirror can be measured, and there is an effect that the pointing can be controlled by calculating the pointing error of the antenna with higher accuracy.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a displacement measuring instrument according to Embodiment 1 of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram showing an example of a parallel displacement inclination measuring instrument according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 3 is a schematic diagram showing the principle of a parallel displacement inclination measuring instrument according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 4 is a schematic diagram showing the principle of a parallel displacement tilt measuring instrument according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 5 is a schematic diagram showing the principle of a parallel displacement tilt measuring instrument according to Embodiment 2 of the present invention.
FIG. 6 is a block diagram showing an example of an antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 7 is a block diagram showing a configuration of a control unit of an antenna apparatus according to Embodiment 3 of the present invention.
FIG. 8 is a configuration diagram illustrating an example of an antenna device according to a fourth embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a block diagram showing an example of an antenna apparatus according to Embodiment 5 of the present invention.
FIG. 10 is a diagram showing an example of high-frequency noise according to Embodiments 1 and 2 of the present invention.
FIG. 11 is a diagram showing an example of noise according to the first and second embodiments of the present invention.
FIG. 12 is a diagram showing an example of a calculation result for explaining the effect of the present invention.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a calculation result by a conventional method for comparison with the effect of the present invention.
[Explanation of symbols]
1,10,43a, 43b measured part, 2,11 measurement reference part, 3,12a, 12b, 25,45,54 laser pointer, 4,13a, 13b, 26,46,55 image sensor (imaging device), 5, 14a, 14b, 27 Image data, 6, 15 Center of gravity position calculation unit, 7, 16, 16a, 16b Center of gravity position data, 8 displacement calculation unit, 9 Antenna, 9a, 9b Main reflector, 15a, 15b Center of gravity position detection Part, 17 displacement inclination calculating part, 18a, 18b image, 19 elevation angle axis, 20 azimuth axis, 21a, 21b EL axis bearing, 22 AZ axis bearing, 23 antenna mount, 23a, 23b upper part, 24a, 24b bottom part, 28 displacement and Tilt data, 29 Directional error calculation unit, 30 Antenna drive unit, 31 Sub reflector drive unit, 32 High speed drive mirror drive unit, 41 Main reflector frame, 42 Ntahabu, 44a, 44b center hub bottom, 50 sub-reflecting mirror, 51 secondary reflecting mirror support mechanism, 52a, 52 b upper, 53a, 53b lower.

Claims (10)

位置を表すマーカを備えた測定基準部と、
前記マーカに対向して被測定部に設けた撮像素子と、
前記撮像素子で撮像した前記マーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、
前記画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、前記マーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置算出部により算出したマーカの重心位置に基づいて、前記被測定部の変位を算出する変位算出部と
を備えることを特徴とする変位測定器。
A measurement reference part with a marker indicating the position;
An image sensor provided in a measured part facing the marker;
A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used to calculate the position of the center of gravity of the image with respect to the image of the marker imaged by the image sensor;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the image of the marker based on the closest number of pixels in the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit;
A displacement measuring device comprising: a displacement calculating unit that calculates a displacement of the measured portion based on the center of gravity position of the marker calculated by the center of gravity position calculating unit.
重心位置算出部は、画素数初期設定部により初期設定された画素数の近傍で、当該初期設定された画素数に最も近い画素数に基づき、マーカの画像の重心位置を算出することを特徴とする請求項1記載の変位測定器。The center-of-gravity position calculating unit calculates the center-of-gravity position of the marker image based on the number of pixels closest to the initially set number of pixels in the vicinity of the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit. The displacement measuring instrument according to claim 1. 画素数初期設定部は、画像の重心位置の算出に用いる画素数を、マーカのビームプロファイルにおける第2ピークの輝度値以上の輝度を持つ画素数以下で、且つマーカの高周波ノイズを除去するのに必要な画素数以上に初期設定する手段であることを特徴とする請求項1または請求項2記載の変位測定器。The pixel number initial setting unit is used to remove the high frequency noise of the marker when the number of pixels used for calculating the center of gravity position of the image is equal to or less than the number of pixels having a luminance value equal to or higher than the luminance value of the second peak in the beam profile of the marker. 3. The displacement measuring device according to claim 1, wherein the displacement measuring device is a means for initial setting more than a necessary number of pixels. 位置を表す第1のマーカを備えた測定基準部と、
位置を表す第2のマーカを備えた被測定部と、
前記第1のマーカに対向して前記被測定部に設けた第1の撮像装置と、
前記第2のマーカに対向して前記測定基準部に設けた第2の撮像装置と、
前記第1および第2の撮像素子で撮像した前記第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、
前記画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、前記第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置算出部により算出したマーカの重心位置に基づいて、前記被測定部の変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部と
を備えることを特徴とする並行変位傾斜測定器。
A measurement reference unit having a first marker representing a position;
A part to be measured having a second marker representing a position;
A first imaging device provided in the measured part opposite to the first marker;
A second imaging device provided in the measurement reference unit facing the second marker;
A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used to calculate the position of the center of gravity of the image with respect to the images of the first and second markers imaged by the first and second imaging elements;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the images of the first and second markers based on the closest number of pixels among the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit;
A parallel displacement inclination measuring device comprising: a displacement inclination calculating section that calculates a displacement and an inclination of the measured part based on the position of the center of gravity of the marker calculated by the gravity center position calculating section.
画素数初期設定部は、画像の重心位置の算出に用いる画素数を、マーカのビームプロファイルにおける第2ピークの輝度値以上の輝度を持つ画素数以下で、且つマーカの高周波ノイズを除去するのに必要な画素数以上で初期設定する手段であることを特徴とする請求項4記載の並行変位傾斜測定器。The pixel number initial setting unit is used to remove the high frequency noise of the marker when the number of pixels used for calculating the center of gravity position of the image is equal to or less than the number of pixels having a luminance value equal to or higher than the luminance value of the second peak in the beam profile of the marker. 5. The parallel displacement inclination measuring device according to claim 4, wherein the parallel displacement inclination measuring device is a means for initial setting at a required number of pixels or more. アンテナの仰角駆動軸を支持するアンテナ架台と、
前記アンテナ架台の上部に設けた位置を表す第1のマーカと、
前記第1のマーカに対向して前記アンテナ架台の底部に設けた第1の撮像装置と、
前記アンテナ架台の底部に設けた位置を表す第2のマーカと、
前記第2のマーカに対向して前記アンテナ架台の上部に設けた第2の撮像装置と、
前記第1および第2の撮像素子で撮像した前記第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、
前記画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、前記第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置算出部により算出した前記第1および第2のマーカの重心位置に基づいて、前記アンテナ架台の上部の並行変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
An antenna mount that supports the elevation drive shaft of the antenna;
A first marker representing a position provided on an upper portion of the antenna mount;
A first imaging device provided at the bottom of the antenna mount facing the first marker;
A second marker representing a position provided at the bottom of the antenna mount;
A second imaging device provided on an upper portion of the antenna mount so as to face the second marker;
A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used to calculate the position of the center of gravity of the image with respect to the images of the first and second markers imaged by the first and second imaging elements;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the images of the first and second markers based on the closest number of pixels among the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit;
An antenna apparatus comprising: a displacement inclination calculation unit that calculates parallel displacement and inclination of the upper part of the antenna mount based on the gravity center positions of the first and second markers calculated by the gravity center position calculation unit .
アンテナの仰角駆動軸を支持するアンテナ架台と、
前記アンテナ架台の上部に設けた位置を表す第1のマーカと、
前記第1のマーカに対向して前記アンテナ架台の底部に設けた第1の撮像素子と、
前記アンテナ架台の底部に設けた位置を表す第2のマーカと、
前記第2のマーカに対向して前記アンテナ架台の上部に設けた第2の撮像素子と、
前記第1および第2の撮像素子で撮像した前記第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、
前記画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、前記第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置算出部により算出した第1および第2のマーカの重心位置に基づいて、前記アンテナ架台の上部の左右の並行変位と傾斜を算出する変位傾斜算出部と、
前記変位傾斜算出部により算出した前記アンテナ架台の上部の左右の並行変位と傾斜に基づいて、前記アンテナの指向誤差を算出する指向誤差算出部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
An antenna mount that supports the elevation drive shaft of the antenna;
A first marker representing a position provided on an upper portion of the antenna mount;
A first imaging element provided at the bottom of the antenna mount facing the first marker;
A second marker representing a position provided at the bottom of the antenna mount;
A second imaging element provided on an upper portion of the antenna mount so as to face the second marker;
A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used to calculate the position of the center of gravity of the image with respect to the images of the first and second markers imaged by the first and second imaging elements;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the images of the first and second markers based on the closest number of pixels among the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit;
A displacement inclination calculation unit that calculates left and right parallel displacement and inclination of the upper part of the antenna mount based on the gravity center positions of the first and second markers calculated by the gravity center position calculation unit;
An antenna apparatus comprising: a pointing error calculation unit that calculates a pointing error of the antenna based on a parallel displacement and a tilt on the left and right of the upper part of the antenna mount calculated by the displacement tilt calculation unit.
前記指向誤差算出部により算出したアンテナ指向誤差に基づいて、前記アンテナを方位角又は仰角軸まわりに駆動し、前記アンテナの指向方向を補正するアンテナ駆動部を備えることを特徴とする請求項7記載のアンテナ装置。8. The antenna driving unit according to claim 7, further comprising: an antenna driving unit configured to drive the antenna around an azimuth angle or an elevation axis based on the antenna pointing error calculated by the pointing error calculation unit and to correct the pointing direction of the antenna. Antenna device. アンテナの主反射鏡パネルを支持する主反射鏡支持骨組と、
前記主反射鏡支持骨組の先端に設けた位置を表す第1のマーカと、
前記第1のマーカに対向して前記主反射鏡支持骨組を支持するセンターハブの底部に設けた第1の撮像装置と、
前記主反射鏡支持骨組を支持するセンターハブの底部に設けた位置を表す第2のマーカと、
前記第2のマーカに対向して前記主反射鏡支持骨組の先端に設けた第2の撮像素子と、
前記第1および第2の撮像素子で撮像した前記第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、
前記画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、前記第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置算出部により算出したマーカの位置に基づいて、前記主反射鏡支持骨組の変位を算出する変位算出部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
A main reflector support framework for supporting the main reflector panel of the antenna;
A first marker representing a position provided at the tip of the main reflector support frame;
A first imaging device provided at a bottom portion of a center hub that supports the main reflector supporting frame facing the first marker;
A second marker representing a position provided at the bottom of a center hub that supports the main reflector support framework;
A second imaging element provided at the front end of the main reflector support frame facing the second marker;
A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used to calculate the position of the center of gravity of the image with respect to the images of the first and second markers imaged by the first and second imaging elements;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the images of the first and second markers based on the closest number of pixels among the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit;
An antenna device comprising: a displacement calculation unit that calculates a displacement of the main reflector support frame based on a marker position calculated by the gravity center position calculation unit.
主反射鏡と副反射鏡とを備えるアンテナ装置の副反射鏡を支持する副反射鏡支持部と、
前記副反射鏡と前記副反射鏡支持機構との接合部に設けた位置を表す第1のマーカと、
前記第1のマーカに対向して前記主反射鏡と前記副反射鏡支持機構との接合部に設けた第1の撮像素子と、
前記主反射鏡と前記副反射鏡支持機構との接合部に設けた位置を表す第2のマーカと、
前記第2のマーカに対向して前記副反射鏡と前記副反射鏡支持機構との接合部に設けた第2の撮像素子と、
前記第1および第2の撮像素子で撮像した前記第1および第2のマーカの画像に対し、画像の重心位置の算出に用いる画素数を初期設定する画素数初期設定部と、
前記画素数初期設定部により初期設定された画素数内で最も近い画素数に基づき、前記第1および第2のマーカの画像の重心位置を算出する重心位置算出部と、
前記重心位置算出部により算出した第1および第2のマーカの重心位置に基づいて、前記副反射鏡の前記主反射鏡からの変位を算出する変位算出部と
を備えることを特徴とするアンテナ装置。
A sub-reflecting mirror support unit that supports the sub-reflecting mirror of the antenna device including the main reflecting mirror and the sub-reflecting mirror;
A first marker representing a position provided at a joint between the sub-reflecting mirror and the sub-reflecting mirror support mechanism;
A first imaging device provided at a joint between the main reflecting mirror and the sub-reflecting mirror support mechanism so as to face the first marker;
A second marker representing a position provided at a joint between the main reflecting mirror and the sub reflecting mirror support mechanism;
A second imaging element provided at a joint portion between the sub-reflecting mirror and the sub-reflecting mirror support mechanism facing the second marker;
A pixel number initial setting unit that initially sets the number of pixels used to calculate the position of the center of gravity of the image with respect to the images of the first and second markers imaged by the first and second imaging elements;
A center-of-gravity position calculation unit that calculates the center-of-gravity position of the images of the first and second markers based on the closest number of pixels among the number of pixels initially set by the pixel number initial setting unit;
An antenna device comprising: a displacement calculating unit that calculates a displacement of the sub-reflecting mirror from the main reflecting mirror based on the gravity center positions of the first and second markers calculated by the gravity center calculating unit. .
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