[发明专利]一种全景电磁光学融合成像系统和方法

说明书

本发明公开了一种全景电磁光学融合成像系统和方法。两轴旋转平台底部设有两轴旋转机构，两轴旋转平台顶面固定有平板天线阵和摄像头；摄像头位于平板天线阵的中心，平板天线阵相位中心点位于中心即摄像头位置，平板天线阵主要由四个贴片圆极化天线单元构成，四个贴片圆极化天线单元阵列排布于摄像头周围，每个贴片圆极化天线单元由四个贴片圆极化天线组成，平板天线阵和摄像头均连接处理电路，处理电路连接显示屏。本发明方法获得的结果可获得电磁空间分布和各种环境物体之间的关系，可直观地判断电磁信号的分布特点以用于基站优化、抗干扰等民用和军事应用场合。

技术领域

本发明涉及一种融合成像系统和方法，尤其是涉及一种全景电磁光学融合成像系统和方法。

背景技术

空间电磁传播和分布等信号特征对于通信过程的建立具有重要意义。借助空间电磁分布特性可以针对不同复杂程度的建筑结构设置室外通讯基站或者室内路由器，而其具体方位的选择对于移动通讯设备的使用体验具有重要影响。在受到电磁干扰的情况下，也需要借助空间电磁分布对干扰源进行定位。而现有的基于电磁波探测器的解决方案主要采用单一电磁扫描的方法进行探测分析，结果不够直观，非专业人士很难进行操作和理解，且成本较高。所以需要一种低成本的方法，能够在一般精度的要求下确定空间电磁信号特征。

发明内容

针对背景技术中的不足，本发明旨在提供了一种全景电磁光学融合成像系统和方法。为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一、一种全景电磁光学融合成像系统：

系统包括两轴旋转平台、平板天线阵、摄像头、处理电路和显示屏；两轴旋转平台底部设有两轴旋转机构，两轴旋转机构能够带动两轴旋转平台以水平朝向为基准俯仰±90°角度范围和在水平面旋转360°角度范围，两轴旋转平台顶面固定有平板天线阵和摄像头；摄像头位于平板天线阵的中心，平板天线阵的相位中心点位于中心即摄像头位置，平板天线阵主要由四个贴片圆极化天线单元构成，四个贴片圆极化天线单元阵列排布于摄像头周围，每个贴片圆极化天线单元由四个贴片圆极化天线组成，四个贴片圆极化天线也阵列排布，平板天线阵和摄像头均连接处理电路，处理电路连接显示屏。

所述的两轴旋转平台连接到处理电路，处理电路发送水平旋转和俯仰角度信号控制两轴旋转平台的运转，驱动平板天线阵和摄像头进行不同角度的电磁微波功率信号和光学信号的采集。

所述摄像头的光学中心点与平板天线阵的相位中心点重合，摄像头朝向垂直于平板天线阵平面。

所述平板天线阵中的所有十六个贴片圆极化天线间隔阵列均布，正中心设置一个过孔，过孔用于放置摄像头。

通过所述平板天线阵进行不同频率的电磁测量，摄像头更换参数规格，从而更改光学成像精度。

所述的平板天线阵和摄像头通过串行或并行接口连接处理电路。

二、一种全景电磁光学融合成像方法：

1)电脑平台控制两轴旋转平台的运转，带动平板天线阵和摄像头进行数据采集，平板天线阵采集获得电磁微波功率信号及其对应采集时刻的两轴旋转平台角度坐标，摄像头采集获得光学图像及其对应采集时刻的两轴旋转平台角度坐标，将采集的数据通过串行或并行接口连接到处理电路；

以水平面平台的中心为原点，横向角度用坐标θ(0°≤θ≤360°)量化，俯仰角度用坐标量化。平台运转的具体过程是：初始化设置两轴旋转平台的顶面竖直，使得摄像头处于水平面上，从初始0°角度开始，每次固定水平面的旋转角度θ，控制两轴旋转平台运动离散遍历所有俯仰角度将每次采集到的数据及对应的角度坐标进行存储；然后增加水平面的旋转角度θ，继续控制两轴旋转平台运动离散遍历所有俯仰角度