一种应答器传输系统自适应定位方法及装置与流程

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方法及装置。

背景技术：

1、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》。

2、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。

3、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。

技术实现思路

1、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。

2、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；

3、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；

4、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；

5、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；

6、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；

7、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；

8、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；

9、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；

10、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；

11、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。

12、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。

13、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。

14、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，

15、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。

16、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。

17、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)。

18、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，

19、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。

20、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。

21、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。

技术特征：

1.一种应答器传输系统自适应定位装置，其特征在于，包括，

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，所述第一图像采集模块向下采集应答器或参考环的中心标记图像，并将采集的图像信息回传至所述图像控制器单元以进行图像处理得到坐标偏差；

3.根据权利要求2所述的应答器传输系统自适应定位装置，其特征在于，所述第一照明光源模块与所述第一图像采集模块组合配套，当第一图像采集模块向下采集中心标记图像时，所述上位机同步发送控制指令给所述光源扩展单元，光源扩展单元根据指令向第一照明光源模块进行供电，并根据环境的亮度自适应调整第一照明光源模块发出环形光的强度，环形光均匀照射在中心标记上，增加第一图像采集模块图像采集的稳定性，同时减少其他光源的影响；

4.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，所述第二图像采集模块向上采集天线单元或测试天线的中心标记图像，并将采集的图像信息回传至所述图像控制器单元进行图像处理得到坐标偏差；

5.根据权利要求4所述的应答器传输系统自适应定位装置，其特征在于，所述第二照明光源模块与所述第二图像采集模块组合配套，当第二图像采集模块向上采集中心标记图像时，所述上位机会同步发送控制指令给所述光源扩展单元，光源扩展单元根据指令向第二照明光源模块进行供电，并随着环境的亮度而自适应调整第二照明光源模块发出环形光的强度，环形光均匀照射在中心标记上，增加第二图像采集模块图像采集的稳定性，同时减少其他光源的影响；在图像采集工作结束后，光源扩展模块停止对第二照明光源模块供电，第二照明光源模块进入休眠状态。

6.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，所述激光测距模块，其包括激光感测头与激光放大器，固定在所述天线定位工具中的传动臂上，用于测量被测产品与测试装置之间的距离，以及所述图像采集装置与中心标记之间的距离，激光测距模块将测得的距离信号传输给所述距离信号处理单元进行模数转换，距离信号处理单元将转换后的距离信号传输至所述上位机，上位机根据图像采集装置与中心标记之间的距离信号自动控制天线定位工具进行垂直上升或下降；上位机根据被测产品与测试装置之间的距离信号自动调节天线定位工具进行z轴方向移动。

7.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。

8.一种应答器传输系统自适应定位方法，应用于权利要求1-7任意一项所述的应答器传输系统自适应定位装置，其特征在于，包括，

9.根据权利要求8所述的应答器传输系统自适应定位方法，其特征在于，在所述步骤s3中，包括，

技术总结
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。

技术研发人员：柳杨,李洋,李鹍,张强,李鑫,李小帅,潘长清,李博
受保护的技术使用者：中铁检验认证中心有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13