基于數字攝像法的能見度測量系統及方法
【專利摘要】本發明為基于數字攝像法的能見度測量系統及方法，包括數字攝像單元、圖像處理單元、能見度計算單元、控制單元、網絡連接單元，包括與圖像處理單元連接的串口服務器，其作為通訊接口轉換器；及，計算機；及，路由器，負責搭建連接圖像處理單元和計算機的局域網。本發明與現有技術相比，其利用數字攝像單元獲取目標物圖像數據，同時利用目標黑體和目標光源以保證目標物的穩定和質量，其中，所述目標光源是LED點陣列發光板。
【專利說明】基于數字攝像法的能見度測量系統及方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及能見度測量領域，尤其涉及一種基于數字攝像法的能見度測量系統及方法。
【背景技術】
[0002]能見度是一個對航空、航海、陸上交通以及軍事活動等都有重要影響的氣象要素。能見度觀測在氣象預報、交通、環境等領域有十分重要的作用，與國民經濟建設和人民生命財產安全緊密相關。特別是近年來，許多領域已把能見度的日常觀測逐漸提到日程上來，如高速公路的關閉、車輛的限速、飛機的起降等等。可以說，對能見度的實時觀測和預報已經成為現實生活中不可缺少的重要內容。
[0003]迄今為止，國內外對能見度的觀測大都還是以人工目測為主，規范性和客觀性較差。以我國為例，2414個國家氣象臺站能見度的觀測仍然主要采用人工觀測方式，具有很大的主觀性，資料更新周期長，難以滿足氣象預報和服務的需求。在能見度儀器測量方面，目前采用的設備主要有大氣透射儀和激光能見度自動測量儀。前者通過光束透過兩固定點之間的大氣柱直接測量氣柱透射率，以此來評估能見度值，這種方法要求光束通過足夠長的大氣柱，而在雨、霧等低能見度天氣，又會因水汽吸收等復雜條件造成較大誤差，因此局限性很大。后者則是通過激光測量大氣消光系數的方法來推測能見度，相對而言較為客觀和準確，但這種方法的使用目前還僅限于少數研究部門。這是因為激光雷達不僅成本昂貴、維護費用高、操作復雜，而且在雨天、霧天也難以進行正常觀測。因此，改進乃至革新能見度探測技術仍是一個具有重要意義的研究課題。
[0004]數字攝像法測量能見度是通過數字攝像機直接攝取選定目標物的圖像，然后送入計算機進行分析處理，自動獲取能見度值。本方法用數字攝像機代替人眼，模仿人眼觀測和人對能見度的真實感受，是一種新的能見度觀測方法。它完全仿照人工目測能見度的原理，根據能見度的定義研制，是最科學的能見度探測方法，更是取代人工觀測能見度的最佳儀器。
[0005]經過若干年的研究和實驗，數字攝像法探測大氣能見度技術已經取得了突破性的研究成果，但還存在需要進一步完善和改進的地方，尤其是系統集成設計與儀器產品定型。基于數字攝像法的能見度測量，設計并實現一種新型的、較為經濟和客觀的能見度探測系統，已經成為能見度測量研究的發展趨勢與迫切需求。能夠應對復雜環境下氣候條件與地理條件的數字攝像法能見度測量系統，將會應用在航空、航海、陸上交通及軍事活動等諸多領域，具有巨大的市場前景。
[0006]在申請號為201210080662.5的同一 申請人:之前的中國發明申請中，提出了用激光作為目標光源，從而進行夜間觀測。但是，在該在先申請中， 申請人:也明確提出激光光源由于其價格高昂的限制，一直無法很好地大規模生產和應用的缺點。此外，還有人提出利用電致發光(electroluminescent, EL)光源來降低成本,然而，EL光源由于是利用化學能轉換為光能，因此其存在使用壽命不長，亮度不高等缺點。
[0007]因此，提出一種低成本的、高亮度的發光單元作為目標光源，是本領域要解決的進一步的技術問題。
【發明內容】
[0008]綜合以上考慮，本發明提出要利用多個LED構成的LED點陣列發光板作為能見度儀夜間使用的目標光源。相比于其他光源，諸如EL背光光源、激光光源等，LED點陣列發光板作為光源具有亮度高、性能穩定、使用壽命長、成本低和控制方便等特點，非常適合作為能見度儀的目標光源。
[0009]基于數字攝像法的能見度測量系統，其包括:
[0010]支撐裝置，其利用萬向節承載數字攝像單元，所述萬向節方向確定后不再變動，萬向節底部與安裝平臺連接，
[0011]數字攝像單元，其用于拍攝選定的目標物并將所拍攝的目標物圖像輸出到圖像處理單元，其中，所述目標物包括作為白天檢測2個或2個以上的目標黑體和作為夜晚檢測的2個目標光源；所述2個目標光源是2個獨立的LED點陣列發光板；
[0012]圖像處理單元，其對由上述數字攝像單元的拍攝而得到的目標物圖像使用目標定位算法來精確定位目標物，提取該目標物的亮度值并輸出到能見度計算單元；
[0013]能見度計算單元，其根據由上述圖像處理單元提取的上述目標物圖像的亮度值，使用雙亮度差對比公式，計算能見度值，并且求出上述目標物各方向能見度值的算術平均值作為當前能見度；
[0014]控制單元，包括數字攝像單元控制器，其對數字攝像單元的鏡頭變倍大/小、聚焦遠/近、光圈開/關進行控制；
[0015]網絡連接單元，包括與圖像處理單元連接的串口服務器，其作為通訊接口轉換器；及，計算機；及，路由器，負責搭建連接圖像處理單元和計算機的局域網；
[0016]設備保護單元，包括室外設備防護裝置，該室外設備防護裝置具有多層密封絕熱結構，容納需室外工作的設備且對其進行溫濕度保護。
[0017]作為優選，所述數字攝像單元還包括PWM轉換模塊，使用所述PWM轉換模塊控制所述LED點陣列發光板中所有LED的整體亮度。
[0018]作為優選，所述數字攝像單元還包括PWM轉換模塊，使用所述PWM轉換模塊分別控制每個LED的亮度。
[0019]作為優選，所述PWM轉換模塊包括選路子模塊，所述選路子模塊用于選擇特定的LED，從而控制被選擇的LED的亮度。
[0020]作為優選，所述PWM轉換模塊還包括亮度比例調節子模塊，所述亮度比例調節子模塊用于調節其中一個LED點陣列發光板的整體亮度，以使其與另一個LED點陣列發光板的整體亮度相等或成比例。
[0021]作為優選，被調節的LED點陣列發光板的整體亮度是經過柔光板之后的整體亮度，或者是經過柔光板之前的整體亮度。
[0022]作為優選，所述數字攝像單元還包括2個柔光板，每個柔光板置于對應的LED點陣列發光板之前，將每個LED點陣列發光板發出的光源轉化為亮度均勻的面光源。
[0023]本發明還提供一種基于數字攝像法的能見度測量系統的測量方法，包括以
[0024]下步驟:
[0025]一、搭建目標物；利用萬向節承載數字攝像單元，所述萬向節方向確定后不再變動，萬向節底部與安裝平臺連接，可左右旋轉，萬向節側面可調工業相機至抬頭或低頭，萬向節頂部與恒溫攝像機罩底部連接，可調節工業相機的前后位置，其中，所述目標物包括作為白天檢測2個或2個以上的目標黑體和作為夜晚檢測的2個目標光源；所述2個目標光源是2個獨立的LED點陣列發光板；
[0026]二、數字攝像單元間隔N分鐘拍攝選定的目標物，并將包括目標物的圖像傳送給圖像處理單元；
[0027]三、通過網絡遠程登錄的方式，利用計算機操作數字攝像單元控制器對鏡頭變倍大/小、聚焦遠/近、光圈開/關進行調整，使得目標物的成像達到最佳效果；
[0028]四、對目標物及其周圍的參照物進行標定:使用目標定位算法來精確定位上述目標物圖像的目標物并提取該目標物的亮度值；
[0029]五、根據能見度計算公式求出大氣能見度:通過雙目標雙亮度差對比算法計算上述目標物的各方向能見度值，并求出該各方向能見度值的算術平均均值作為當前能見度值。
[0030]本發明具有以下優點和積極效果:
[0031]1、利用LED點陣列發光板作為目標光源，從而實現了亮度高、性能穩定、使用壽命長、成本低和控制方便等優點。。
[0032]2、利用PWM來控制LED點陣列發光板的亮度，能進一步延長LED點陣列發光板的使用壽命，并且對兩個發光板之間的比例調節和校正也提供了方便。
[0033]3、利用柔光板替代原有的毛玻璃，可以減輕能見度儀的重量，并且更不容易被損壞。
[0034]4、通過白天目標黑體、夜晚目標光源結合的方式，使得能見度測量能夠全天候進行。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0035]通過下面結合附圖對其實施例進行描述，本發明的上述特征和技術優點將會變得更加清楚和容易理解。
[0036]圖1是本發明實施例的系統示意圖圖；
[0037]圖2是本發明實施例的系統布置示意圖；
[0038]圖3是本發明的系統流程圖。
[0039]圖4不出了 LED點陣板以及柔光板與LED點陣板之間的位置關系。
[0040]圖5示出了 LED點陣列發光板的控制電路。
[0041]圖中標號如下:1-黑箱，2-LED點陣列發光板，3-工控機，4-工業相機，5-數字云臺，6-計算機。
【具體實施方式】
[0042]下面結合附圖和具體實施例對本發明做進一步詳細的描述。
[0043]在下面的描述中，只通過說明的方式對本發明的某些示范實施例進行描述，毋庸置疑，本領域的普通技術人員可以認識到，在不偏離本發明的精神和范圍的情況下，可以用各種不同方式對所述的實施方案進行修正。因此，附圖和描述在本質上只是說明性的，而不是用于限制權利要求的保護范圍。
[0044]為了便于理解本發明，下面對本發明的系統和使用方法分別進行詳細描述。
[0045]基于數字攝像法的能見度測量系統，包括以下部分:
[0046]目標黑體，作為白天檢測的目標物，黑體體積30x30x60CM(長*寬*深)，鋼質或鐵質材料，中空，壁厚1.5MM，正前面中央開口口徑llxllCM，重量不超過20KG，黑體內壁面貼吸光材料。
[0047]目標光源,作為夜晚檢測的目標物,體積30x30x60CM(長*寬*深)，鋼質或鐵質材料，內部安裝LED點陣列發光板，壁厚1.5MM,正前面安裝柔光板，所述柔光板可以是樹脂材料等，重量不超過20KG，內壁面貼吸光材料。所述柔光板能夠使得LED點陣列發光板發出的光更加均勻，更加便于被探測。此外，在深度方向^OCM)上，每個LED點陣列發光板均被放置于一個長方體內，優選地，被放置于長方體內較深處的位置。作為一個實施例，LED點陣列發光板被放置于長方體內的后二分之一(例如,從距開口 30CM處至距開口 60CM處)中的任意位置。如此放置的優點在于，使得LED點陣列發光板發出的光盡可能少地受到外界環境光的影響，在夜晚探測時能夠更好地排除掉其它光線的干擾。
[0048]采用2個或2個以上的目標黑體作為白天觀測目標，采用2個目標光源作為夜間觀測目標，其中，所述目標光源是LED點陣列發光板。
[0049]多個LED (發光二極管)排列成陣列形式，以形成一個面光源。對多個LED的控制，可以采取脈沖寬度調制(PWM)的方式來進行，也可以對每個LED逐點地進行控制。
[0050]相比于其他光源，諸如EL背光光源、激光光源等，LED點陣列光源具有亮度高、性能穩定、使用壽命長、成本低和控制方便等特點，非常適合作為能見度儀的目標光源。
[0051]如圖4所示，示出了一個12*12的LED點陣板的示意圖以及柔光板與LED點陣板之間的位置關系圖，其中，柔光板被置于LED點陣板的前側，用于使得LED點陣列發光板所發出的光更加均勻并且柔和，形成穩定的面光源。
[0052]由于兩個LED點陣列發光板是分別獨立發光的，因此為了避免兩個LED點陣列發光板發出的光亮度不相等或不成固定的比例，需要定期對每個LED點陣列發光板的亮度進行校正。所述校正可以通過對每個LED點陣列發光板進行PWM控制，從而調高或調低某個LED點陣列發光板的亮度。相應地，所述數字攝像單元還包括PWM轉換模塊，用于對LED點陣列發光板中的各個LED進行控制。
[0053]此外，在對每個LED進行逐點控制的情況下，在PWM轉換模塊中還可以包括一個用于選擇個別的LED的選路子模塊，所述選路子模塊可以由FPGA編程實現，也可以由專用的LED控制電路實現。例如，所述專用的LED控制電路可以是臺灣點晶科技股份有限公司制造的8x3通道LED恒流驅動芯片(型號為DM163)，該驅動芯片可以實現對192 (8*24)個LED的分別控制。作為替換，PWM轉換模塊中還可以不包括選路子模塊。
[0054]由于不使用激光作為光源，因此也就不需要使用分光器。雖然在系統中多了對兩個獨立的LED點陣列發光板的校正模塊和校正程序，但是依然能夠減少成本，并且控制更加方便。此外，兩個獨立的LED點陣列發光板的亮度可以具有固定的比例，例如，發光比例可以保持為2:1、3:1、4:1或1:2、1:3、1:4。這樣，兩個LED點陣列發光板可以交替發出較強的亮度(例如是另一個的兩倍亮度)，由此另一個LED點陣列發光板就可以僅發出一半亮度，由此可以交替地節省每個LED點陣列發光板的使用壽命，而不會對觀測造成任何不利影響。
[0055]相應地，在PWM轉換模塊中，還包括對應的亮度比例調節子模塊。所述亮度比例調節子模塊至少可以調節其中一個LED點陣列發光板的亮度，以使其與另一個LED點陣列發光板的亮度相等或成比例。
[0056]對于由分光器一分為二的激光光源來說，雖然原理上不用對兩個激光光源進行校正，但是如果其各自前面的毛玻璃的污潰程度不一樣，則也會存在被探測到的亮度不一致的問題。因此，為了克服該亮度不一致的問題，定期對毛玻璃進行清潔可能是必要的。
[0057]然而，對于兩個LED點陣列發光板的光源來說，要保持其亮度一致性或成比例，則需要定期進行校正。校正程序是現有技術中常用的程序，在此省略對其的描述。另外，由于在校正時對光源的檢測可以是在柔光板外側進行的，因此，即使各個柔光板之間存在污潰程度不一致的問題，也能通過校正程序一并進行校正，消除了可能因為柔光板引起的誤差。相應地，在數字攝像單元中，由所述亮度比例調節子模塊來執行校正功能；此外，數字攝像單元也可以包括獨立工作的校正模塊。所述亮度比例調節子模塊或獨立的校正模塊至少可以校正其中一個LED點陣列發光板的亮度(未經過柔光板的亮度或經過柔光板后的亮度均可)，以使其與另一個LED點陣列發光板的亮度相等或成比例。
[0058]結合圖5所示，LED點陣列發光板的控制電路可以包括順序連接的控制模塊(單片機、嵌入式芯片等)、PWM轉換模塊、LED驅動模塊、校正模塊等，從而根據所接收到的控制信號來驅動LED點陣列發光板發光。其中，PWM轉換模塊還可以進一步包括亮度比例調節子模塊和選路子模塊。各模塊的功能和連接關系已在上面進行了描述，在此不再進行贅述。
[0059]在本實施例中，圖像處理單元和能見度計算單元集成于工控機3，工控機3主頻不低于1GHz，內存不低于1G，支持大容量CF卡或移動硬盤，有足夠數量的USB 口 /網口，體積小，質量輕，功耗低。
[0060]在本實施例中，數字攝像機采用輸出不低于10位的高精度CCD工業相機，數字攝像單元的鏡頭采用工業鏡頭；工業相機4負責拍攝穩定的高質量圖像并傳送給工控機3，所述工業相機4(XD尺寸不低于1/2,分辨率不低于1024x768,逐行掃描,輸出不低于10位,中貞率不低于15FPS，USB或網絡接口，成像穩定。工業鏡頭，為C或CS 口。
[0061]在本實施例中，目標光源為LED點陣列發光板2，目標黑體為黑箱I。
[0062]恒溫攝像機罩，上述工業相機4設置在其內，通過風扇與加熱器保持溫度在工業相機4的精度工作范圍內，所述恒溫攝像機罩為全天候防護罩，工作環境溫度-35-65°C，通過風扇、加熱器、遮陽罩等實現恒溫。
[0063]數字云臺，可全方位旋轉，可設預置位，云臺抗強風，運行平穩可靠，且具有停機保護功能。在本實施例中，選用數字云臺。
[0064]數字攝像單元控制器，提供鏡頭控制，遠距離傳送，多相機ID設置，提供鏡頭“變倍大/小、聚焦遠/近、光圈開/關”控制，提供雨刷、燈光等控制。
[0065]數字云臺控制器，提供云臺“上、下、左、右”控制，
[0066]串口服務器，作為通訊接口轉換器，完成RS-232/485/422等串口到TCP/IP網絡之間的數據轉換，可以讓串口設備立即聯網，實現工業設備的完全自動化聯網管理，實現從串口到TCP/IP、TCP/IP到串口的完全透明傳輸。
[0067]路由器，負責搭建局域網，使得工控機3可以將數據傳送到遠處的計算機6，在傳輸距離不太遠時，可避免使用無線模塊。
[0068]無線模塊，距離太遠時連接遠程工控機3與計算機6，進行無線通訊，除了連接計算機6與工控機3以實現對工控機3的控制外，還可以將工控機3計算出的能見度結果傳回計算機6，或者把工控機3采集到的圖像視頻等傳回計算機6。無線模塊支持雙頻GSM/GPRS，支持PC發送短消息(SMS)，功耗低，使用方便、靈活、可靠。
[0069]溫濕度傳感器，設置于恒溫攝像機罩內部和外部，采集恒溫攝像機罩內外的溫度與濕度，其與工控機3的USB 口連接，因其用于采集攝像機罩內外的溫濕度，因此是兩套，分別置于機罩內部和外部。
[0070]防雷器，負責在雷雨天氣時將多余的電流引至地下。
[0071]空氣開關，負責對電路(嚴重過載、欠電壓等)進行保護。
[0072]萬向節，固定方向測量時可取代數字云臺5，方向確定后不再變動，萬向節底部與安裝平臺連接，可左右旋轉，萬向節側面可調工業相機4至抬頭或低頭，萬向節頂部與恒溫攝像機罩底部連接，可調節工業相機4的前后位置。
[0073]外設備防護裝置，對室外工作的設備即工控機3、數字攝像單元控制器、數字云臺控制器、串口服務器、路由器、無線模塊、防雷器、空氣開關提供保護，可通過風扇與加熱器保持溫濕度范圍。
[0074]目標物支架，高度為四米，形狀為四棱臺，頂面和底面均為正方形，從下到上逐漸收縮以提供穩定的支撐，制作材料為角鋼，在頂面安裝一個金屬板，用于安裝目標黑體和目標光源，承重不低于50KG。
[0075]具體而言，工業相機4的接線如下:工業相機4的USB 口 /網口通過USB線/網線與工控機3的USB 口 /網口相連，工業相機4的電源線接220V電源，工業相機4的控制線接數字云臺5。
[0076]具體而言，數字云臺5的接線如下:數字云臺5的電源線接220V電源，數字云臺5的控制線接串口服務器。
[0077]具體而言，云臺鏡頭控制器的接線如下:云臺鏡頭控制器的控制線一端接串口服務器，另一端接攝像機罩(控制雨刷等)與工業鏡頭(控制焦距、聚焦、光圈等)。
[0078]具體而言，串口服務器的接線如下:串口服務器的RS485+與數字云臺5的RS485B相連，串口服務器的RS485-與數字云臺的RS485W相連，串口服務器通過網線與工控機3相連。
[0079]具體而言，路由器的接線如下:將工控機3和計算機6通過網線相連。
[0080]具體而言，無線模塊的接線如下:無線模塊通過USB線與工控機3相連。
[0081]具體而言，溫濕度傳感器的接線如下:溫濕度傳感器通過USB線和工控機3相連。
[0082]具體而言，防雷和空氣開關安裝如下:防雷器和空氣開關并排放在一起，入口都是兩個接口，分別接外來電源的火線和零線，然后用外包橡膠的粗銅絲將防雷器的火線端與空氣開關的火線端相連，將防雷器的零線端和空氣開關的零線端相連；在出口這一段，空氣開關的兩端分別接插座的火線和零線，以給插座供電，防雷器的出口接黃綠色的地線，地線再導引到地下。
[0083]基于數字攝像法的能見度測量系統的測量方法，步驟如下:
[0084]一、通過支架立桿搭建目標物；
[0085]二、工業相機4將包括目標物的圖像傳送給工控機3 ；
[0086]三、通過網絡遠程登錄的方式，利用計算機6操作工控機3 ；
[0087]四、根據圖像，對工業相機4與工業鏡頭調整，使得目標物的成像達到最佳效果；
[0088]五、對目標物及其周圍的參照物進行標定；
[0089]六、根據能見度計算公式求出大氣能見度；
[0090]工控機3每隔一段時間，將能見度以及溫度、濕度等數據傳送給計算機6，達到全天候24小時的能見度測量。
[0091]上述實例用來解釋說明本發明，而不是對本發明進行限制，在本發明的精神和權利要求的保護范圍內，對本發明做出任何的修改和改變，都落入本發明的保護范圍。
[0092]在本發明的上述教導下，本領域技術人員可以在上述實施例的基礎上進行各種改進和變形，而這些改進和變形，都落在本發明的保護范圍內，本領域技術人員應該明白，上述的具體描述只是更好地解釋本發明的目的，本發明的保護范圍由權利要求及其等同物限定。
【權利要求】
1.基于數字攝像法的能見度測量系統，其包括: 支撐裝置，其利用萬向節承載數字攝像單元，所述萬向節方向確定后不再變動，萬向節底部與安裝平臺連接， 數字攝像單元，其用于拍攝選定的目標物并將所拍攝的目標物圖像輸出到圖像處理單元，其中，所述目標物包括作為白天檢測2個或2個以上的目標黑體和作為夜晚檢測的2個目標光源；所述2個目標光源是2個獨立的LED點陣列發光板； 圖像處理單元，其對由上述數字攝像單元的拍攝而得到的目標物圖像使用目標定位算法來精確定位目標物，提取該目標物的亮度值并輸出到能見度計算單元； 能見度計算單元，其根據由上述圖像處理單元提取的上述目標物圖像的亮度值，使用雙亮度差對比公式，計算能見度值，并且求出上述目標物各方向能見度值的算術平均值作為當前能見度； 控制單元，包括數字攝像單元控制器，其對數字攝像單元的鏡頭變倍大/小、聚焦遠/近、光圈開/關進行控制； 網絡連接單元，包括與圖像處理單元連接的串口服務器，其作為通訊接口轉換器；及，計算機；及，路由器，負責搭建連接圖像處理單元和計算機的局域網； 設備保護單元，包括室外設備防護裝置，該室外設備防護裝置具有多層密封絕熱結構，容納需室外工作的設備且對其進行溫濕度保護。
2.如權利要求1所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 所述數字攝像單元還包括PWM轉換模塊，使用所述PWM轉換模塊控制所述LED點陣列發光板中所有LED的整體亮度。
3.如權利要求1所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 所述數字攝像單元還包括PWM轉換模塊，使用所述PWM轉換模塊分別控制每個LED的亮度。
4.如權利要求3所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 所述PWM轉換模塊包括選路子模塊，所述選路子模塊用于選擇特定的LED，從而控制被選擇的LED的亮度。
5.如權利要求2-4中任一項所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 所述PWM轉換模塊還包括亮度比例調節子模塊，所述亮度比例調節子模塊用于調節其中一個LED點陣列發光板的整體亮度，以使其與另一個LED點陣列發光板的整體亮度相等或成比例。
6.如權利要求5所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 被調節的LED點陣列發光板的整體亮度是經過柔光板之后的整體亮度，或者是經過柔光板之前的整體亮度。
7.如權利要求1所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 所述數字攝像單元還包括2個柔光板，每個柔光板置于對應的LED點陣列發光板之前，將每個LED點陣列發光板發出的光源轉化為亮度均勻的面光源。
8.如權利要求1所述的基于數字攝像法的能見度測量系統，其特征在于， 每個LED點陣列發光板均被放置于一個長方體內深度方向的后二分之一中的任意位置。
9.一種利用權利要求1所述的基于數字攝像法的能見度測量系統的方法，其特征在于，包括以下步驟: 一、搭建目標物；利用萬向節承載數字攝像單元，所述萬向節方向確定后不再變動，萬向節底部與安裝平臺連接，可左右旋轉，萬向節側面可調工業相機至抬頭或低頭，萬向節頂部與恒溫攝像機罩底部連接，可調節工業相機的前后位置，其中，所述目標物包括作為白天檢測2個或2個以上的目標黑體和作為夜晚檢測的2個目標光源；所述2個目標光源是2個獨立的LED點陣列發光板； 二、數字攝像單元間隔N分鐘拍攝選定的目標物，并將包括目標物的圖像傳送給圖像處理單元； 三、通過網絡遠程登錄的方式，利用計算機操作數字攝像單元控制器對鏡頭變倍大/小、聚焦遠/近、光圈開/關進行調整，使得目標物的成像達到最佳效果； 四、對目標物及其周圍的參照物進行標定:使用目標定位算法來精確定位上述目標物圖像的目標物并提取該目標物的亮度值； 五、根據能見度計算公式求出大氣能見度:通過雙目標雙亮度差對比算法 計算上述目標物的各方向能見度值，并求出該各方向能見度值的算術平均 均值作為當前能見度值。
【文檔編號】G01N21/17GK104280344SQ201410539453
【公開日】2015年1月14日 申請日期:2014年10月13日 優先權日:2014年10月13日
【發明者】王京麗, 阮順賢, 劉金城, 韋濤, 聶凱, 雷鳴, 陳小滿, 繆宇鵬 申請人:中國氣象局北京城市氣象研究所, 北京市氣象探測中心