【摘要】：移動(dòng)基站天線的俯仰角和方位角作為其最重要的物理工程參數(shù),對(duì)于基站天線的電磁覆蓋有著決定性的影響,因此運(yùn)營(yíng)商需要不定期測(cè)量基站天線的這兩個(gè)參數(shù)來(lái)保證天線電磁覆蓋的正確性,然而傳統(tǒng)的測(cè)量方式和現(xiàn)有的研究都存在著明顯的缺陷。傳統(tǒng)的測(cè)量方式一般使用坡度儀、機(jī)械羅盤、天線姿態(tài)測(cè)量?jī)x等來(lái)進(jìn)行天線姿態(tài)測(cè)量,使用這些工具不可避免的需要人工攀爬和接觸天線,因而存在著巨大的安全隱患;且坡度儀、機(jī)械羅盤操作復(fù)雜,讀數(shù)不精確容易導(dǎo)致誤差較大,而天線姿態(tài)測(cè)量?jī)x在作業(yè)時(shí)需要固定在天線上面,同樣操作復(fù)雜,并且價(jià)格昂貴。為了避免安全隱患,相關(guān)研究人員開始大量關(guān)注基于計(jì)算機(jī)視覺的非接觸式姿態(tài)測(cè)量方法。目前基于計(jì)算機(jī)視覺的測(cè)量方法主要有單目視覺和雙目視覺兩種測(cè)量方式,其中單目視覺的計(jì)算精度和對(duì)誤差的魯棒性都要優(yōu)于雙目視覺,但是不論單目視覺還是雙目視覺都需要事先進(jìn)行相機(jī)的標(biāo)定,即求解相機(jī)的內(nèi)外參數(shù),因而不具備通用性�；谌S重建算法可以根據(jù)序列圖像估計(jì)相機(jī)的內(nèi)外參數(shù),再通過(guò)特征點(diǎn)的匹配獲取目標(biāo)的三維信息進(jìn)而對(duì)姿態(tài)求解,但是三維重建算法的運(yùn)行時(shí)間過(guò)長(zhǎng),室外重建的失敗率較大,且該方法有時(shí)產(chǎn)生的誤差較大,因而也無(wú)法投入實(shí)用。針對(duì)目前天線姿態(tài)測(cè)量領(lǐng)域的各種問(wèn)題,本文研究并提出了一種基于無(wú)人機(jī)航拍圖像的非接觸式且實(shí)時(shí)的基站天線姿態(tài)測(cè)量方案。本方案首先得到無(wú)人機(jī)航拍過(guò)程中的天線圖像及對(duì)應(yīng)時(shí)刻的無(wú)人機(jī)姿態(tài)數(shù)據(jù),同時(shí)結(jié)合測(cè)量人員對(duì)航拍圖像的操作,進(jìn)而判斷當(dāng)前圖像中天線的狀態(tài)。如果某一刻確定圖像中天線的狀態(tài)為可測(cè)量狀態(tài),則基于天線本身的外觀特性,提取代表當(dāng)前天線的特征直線,最后根據(jù)特征直線結(jié)合無(wú)人機(jī)的姿態(tài)來(lái)計(jì)算出天線的俯仰角與方位角。另外,本文采用了短期目標(biāo)跟蹤算法在單次作業(yè)的過(guò)程中一直跟蹤測(cè)量人員初始選定的目標(biāo)天線,這樣即使無(wú)人機(jī)受到風(fēng)力影響,在空中飄動(dòng)而引起畫面抖動(dòng),也可以始終自動(dòng)確定目標(biāo)天線所在的最小區(qū)域,避免了風(fēng)力對(duì)作業(yè)的影響。因而相比于現(xiàn)有的天線姿態(tài)測(cè)量方式,本方案的主要?jiǎng)?chuàng)新之處在于測(cè)量方案的非接觸性、實(shí)時(shí)性以及高效性。本文使用自行搭建的天線從多個(gè)角度設(shè)計(jì)和進(jìn)行了多組實(shí)驗(yàn),并基于實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比分析,實(shí)驗(yàn)結(jié)果驗(yàn)證了本文天線姿態(tài)測(cè)量方案的可行性、準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性。
【圖文】：

第二章 非接觸式天線姿態(tài)測(cè)量的背景知識(shí)先介紹視覺測(cè)量中各種坐標(biāo)系的定義，并由此引出天線姿態(tài)參紹相機(jī)成像理論中的線性模型和非線性模型，分析光學(xué)畸變對(duì)最后介紹了圖像的色彩模型，概述了不同色彩模型的原理和用姿態(tài)定義 坐標(biāo)系的定義姿態(tài)測(cè)量問(wèn)題前，先引入解目標(biāo)坐標(biāo)系和測(cè)量坐標(biāo)系的定義。標(biāo)自身的坐標(biāo)系，其隨著目標(biāo)的移動(dòng)而移動(dòng)；測(cè)量坐標(biāo)系是指的坐標(biāo)系，而一般測(cè)量時(shí)都是取目標(biāo)相對(duì)于地球的姿態(tài)角度，取為世界坐標(biāo)系。對(duì)于任何兩個(gè)不同的坐標(biāo)系，它們彼此都存如圖 2.1 所示，顯示了測(cè)量坐標(biāo)系和世界坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換。

第二章 非接觸式天線姿態(tài)測(cè)量的背景知識(shí) 標(biāo)系描述了相機(jī)設(shè)備內(nèi)部的幾何關(guān)系，定義該坐標(biāo)系為光心，或者稱為投影中心，， 軸平行于圖像坐標(biāo)系系 y 軸，而 軸是相機(jī)的光軸，該軸垂直于圖像平 。綜上，由點(diǎn) 與 ， ， 等軸構(gòu)成的直角圖 2.4 所示，其中 稱為相機(jī)的焦距。
【學(xué)位授予單位】：西安電子科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：V279;TN828.6;TP391.41

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本文編號(hào)：2688355