专利名称：能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法
技术领域：
本发明涉及气象测量设备及测量方法，特别涉及能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法。
背景技术：
能见度是非常重要的大气气象参数，它对国民生产生活的许多领域都具有重要意义。能见度通常以视程(Visual Range)来表征，而透射仪就是测量视程的主要仪器，它尤其在航空气象领域有着广泛的应用，比如用其来测量跑道视程(RVR，Runway Visual Range)。现有透射仪包含一个光发射器和一个光接收器。发射器与接收器按照某固定间距放置，光发射器和光接收器之间光束传输的路径空间就是透射度测量的大气采样空间，光发射器和光接收器的间距可称为测量基线。这种发射器与接收器分离放置的透射仪也被称 作“双端”透射仪。研究和实践发现，现有透射仪在安装、运行过程中可能会遇到各种难以掌控的麻烦问题，其容易受到各种环境因素干扰，从而影响能见度测量的准确性和可测量范围，且在一定程度上增加了维护成本。

发明内容
本发明实施例提供能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法，以期提高能见度测量的准确性。本发明实施例提供一种能见度测量设备，可包括收发器、近端反射器和远端反射器；其中，所述收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内；所述近端反射器包括第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，所述第二云台安装在所述第二支架上，所述第二保护罩安装在所述第二云台上，所述第一反射镜安装在所述第二保护罩内；所述远端反射器包括第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，所述第三云台安装在所述第三支架上，所述第三保护罩安装在所述第三云台上，所述第二反射镜安装在所述第三保护罩内。可选的，所述第一云台为电动云台。可选的，所述光信号发射源包括白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等和氙气灯中的至少一种。本发明实施例还提供一种应用于能见度测量设备的收发器，包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器；其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和所述可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内。可选的，所述第一云台为电动云台。可选的，所述光信号发射源包括白光发光二级管、激光器、白炽灯、齒素等和氣气灯中的至少一种。本发明实施例提供还一种利用能见度测量设备测量能见度的方法，所述能见度测量设备包括收发器、近端反射器和远端反射器、其中，所述收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内；
所述近端反射器包括第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，所述第二云台安装在所述第二支架上，所述第二保护罩安装在所述第二云台上，所述第一反射镜安装在所述第二保护罩内；所述远端反射器包括第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，所述第三云台安装在所述第三支架上，所述第三保护罩安装在所述第三云台上，所述第二反射镜安装在所述第三保护罩内；其中，若所述光信号发射源处于工作状态，则所述可见光图像传感器的视场范围内能够拍摄到第一类光斑和第二类光斑，所述第一类光斑由处于工作状态的所述光信号发射源所发射光信号经由所述第一反射镜反射形成，所述第二类光斑由处于工作状态的所述光信号发射源所发射光信号经由所述第二反射镜反射形成；所述方法包括所述可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像；所述可见光图像传感器在光信号发射源处于关闭状态时拍摄第二类图像；利用拍摄到的所述第一类图像和第二类图像，分别获取在所述第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度；利用所述光信号发射源与所述第一反射镜及所述第二反射镜之间的距离、及获取到的所述第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程。可选的，所述利用拍摄到的所述第一类图像和第二类图像，分别获取在所述第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度，包括测得所述第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度；测得所述第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，其中，所述第二类图像中的第一区域为与第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域，所述第二类图像中的第二区域为与第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的第一类光斑所对应的光信号强度，减所述第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度得到第一类光斑所对应的有效光信号强度；将测得的第二类光斑所对应的光信号强度，减所述第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度得到第二类光斑所对应的有效光信号强度。可选的，所述测得第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度，可包括分别测得NI张第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度，将测得的NI张第一类图像中的第一类光斑的光信号强度的滤波值作为第一类光斑的光信号强度；将测得的NI张第一类图像中的第二类光斑的光信号强度的滤波值作为第二类光斑的光信号强度。可选的，所述测得第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，可包括分别测得N2张第一类图像中的第一区域和第二区域对应的光信号强度，将测得的N2张第一类图像中的第一区域的光信号强度的滤波值作为第一区域的光信号强度；将测得的N2张第一类图像中的第二区域的光信号强度的滤波值作为第二区域的光信号强 度。其中，所述N2大于或小于或等于NI，所述NI和所述N2为正整数。可选的，所述利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度可包括获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度；获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度的第一滤波值，将第一滤波值作为第一类光斑所对应的有效光信号强度；获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度；获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度的第二滤波值，将第二滤波值作为第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中，所述N3大于或小于或等于所述N4，所述N3和所述N4为正整数。可选的，所述获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得某一张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度；测得另一张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度，其中，所述另一张第二类图像中的第一区域为与所述某一张第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的所述某一张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度，减去测得的所述另一张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度，以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其中，所述某一张第一类图像和所述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者所述某一张第一类图像和所述另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中，所述某一张第一类图像的拍摄时间可先于或者晚于所述另一张第二类图像的拍摄时间。可选的，所述获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得N5张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度的第三滤波值；测得N6张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度的第四滤波值，其中，上述N5张第二类图像中的第一区域为与上述N6张第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述第三滤波值，减测得的上述第四滤波值，以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其中，上述N5张第一类图像和上述N6张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，其中，所述N5大于或小于或等于所述N6，所述N5和所述N6为正整数。可选的，所述获得第二类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得某一张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度；测得另一张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度，其中，所述另一张第二类图像中的第二区域为与所述某一张第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的所述某一张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度，减测得的所述另一张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度，以得到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中所述某一张第一类图像和所述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者所述某一张第一类图像和所述另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中，所述某一张第一类图像的拍摄时间可先于或晚于所述另一张第二类图像的拍摄时间。可选的，所述获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得N7张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度对应的第五滤波值；测得NS张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度对应的第六滤波值，其中，所述N7·张第二类图像中的第二区域为与所述NS张第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的所述第五滤波值，减测得的所述第六滤波值，以得到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中，所述N7张第一类图像和所述NS张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，其中，所述N7大于或小于或等于所述NS，所述N7和所述NS为正整数。可选的，所述利用所述光信号发射源与所述第一反射镜及所述第二反射镜之间的距离、及获取到的所述第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程，包括通过如下方式计算得到视程V=2*(L2-L1) *1η ε/In [C*K*(Se2/Sel)]；或通过如下方式计算得到视程V=Z=KL2-L1) *ln ε/In [O (Se2/Sel)]；其中，所述V表示视程，所述L2表示第二反射镜与所述光信号发射源之间的距离，所述L1表示第一反射镜与所述光信号发射源之间的距离；所述ε表示人眼的视觉照明阈值；所述Se2表不所述第二类光斑对应的有效光信号强度；所述Sel表不第一类光斑对应的有效光信号强度；所述C表示能见度校准因子，所述K为光路漂移修正因子，
rmmi V ^e01(%,best* ^2,best)K =-;- -j-^
Se02JlbeslJ其中，所述(Xl，yi)表示第一类光斑的光斑中心当前在可见光图像传感器的视场中的坐标，所述seCll(Xl，yi)表示已存储的光斑中心位于可见光图像传感器视场坐标(Xl，yi)处的第一类光斑的有效光信号强度；所述(X2，y2)表示第二类光斑的光斑中心当前在可见光图像传感器的视场中的坐标，所述Setl2U2, y2)表示已存储的光斑中心位于可见光图像传感器视场坐标(x2，y2)处的第二类光斑的有效光信号强度；Se(ll (X1Jest, Y1Jest)表不已存储的当第一类光斑和第二类光斑连线的中点对准可见光图像传感器视场坐标原点时的第一类光斑的有效光信号强度；SeCI2(X2>st，y2；best)表示已存储的当第一类光斑和第二类光斑连线的中点对准可见光图像传感器的视场坐标原点时的第二类光斑的有效光信号强度。可选的，所述可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像之前还可包括定位所述第一反射镜和第二反射镜的空间相互位置；驱动所述第一云台转动，以使得所述可见光图像传感器的视场坐标原点对准第一类光斑和第二类光斑连线的中点。进一步的，可将此时的第一类光斑中心的坐标(X1>st，yl>st)、第二类光斑中心坐标(X2，best，^ 2, best ^ Λ 第一类光斑的有效光信号强度 SeOl (Xl’best，^I, best)和/或第二类光斑的有效光信号强度Setl2 (x2，best，y2,best)进行存储。可选的，所述第 一云台为电动云台。可选的，所述光信号发射源包括白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等和氙气灯中的至少一种。由上可见，本发明实施例能见度测量设备包括收发器、近端反射器和远端反射器。其中，收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内。由于引入了可见光图像传感器，因此可以同时监测若干相关光信号，大大简化了系统结构。并且，利用可见光图像传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综合分析，有利于有效的去除信号噪声，提高了能见度测量的精度，扩大了测量范围。


为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图I为本发明实施例提供的一种能见度测量设备的示意图；图2为本发明实施例提供的一种应用于能见度测量设备的收发器的示意图；图3为本发明实施例提供的一种能见度测量方法的示意图；图4为本发明实施例提供的一种信号处理像区示意图；图5为本发明实施例提供的一种对准示意图；图6为本发明实施例提供的一种对准漂移补偿扫描示意图；图7为本发明实施例提供的一种调制式信号去噪时序图。
具体实施例方式本发明实施例提供一种能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法，以期提高能见度测量的准确性。为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。以下分别进行详细说明。本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。首先请参见图1，图I是本发明实施例所提供的一种能见度测量设备的示意图，能见度测量设备可包括收发器100、近端反射器200和远端反射器300。其中，收发器100包括第一保护罩103、第一支架105、第一云台104、光信号发射源101和可见光图像传感器102，其中，第一云台104安装在第一支架105上，第一保护罩103安装在第一云台上104,光信号发射源101和可见光图像传感器102安装在第一保护罩103内。
近端反射器200包括第一反射镜201、第二保护罩202、第二支架204和第二云台203，其中，第二云台203安装在第二支架204上，第二保护罩202安装在第二云台203上，第一反射镜201安装在第二保护罩202内；远端反射器300包括第二反射镜301、第三保护罩302、第三支架304和第三云台303，其中，第三云台303安装在第三支架304上，第三保护罩302安装在第三云台303上，第二反射镜301安装在第三保护罩302内。在本发明的一些实施例中，第一云台104可为电动云台或机械云台，第二云台203和/或第三云台303亦可为电动云台或机械云台。在本发明的一些实施例中，光信号发射源101例如可包括如下类型的光信号发射源的至少一种白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等、氙气灯或其他类型的可见光发射源。由上可见，本实施例提供的能见度测量设备包括收发器、近端反射器和远端反射器。其中，收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内。由于引入了可见光图像传感器，因此可以同时监测若干相关光信号，大大简化了系统结构。并且，利用可见光图像传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综合分析，有利于有效的去除信号噪声，提高了能见度测量的精度，扩大了测量范围。请参见图2，图2是本发明实施例所提供的一种应用于能见度测量设备的收发器100,其中，收发器100可包括第一保护罩103、第一支架105、第一云台104、光信号发射源101和可见光图像传感器102，其中，第一云台104安装在第一支架105上，第一保护罩103安装在第一云台上104，光信号发射源101和可见光图像传感器102安装在第一保护罩103内。在本发明的一些实施例中，第一云台104可为电动云台或机械云台。在本发明的一些实施例中,光信号发射源101例如可包括如下类型的光信号发射源的至少一种白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等、氙气灯或其他类型的可见光发射源。研究和实践发现，在各种影响因素中，光路对准漂移和环境光噪声干扰是能见度测量误差的两个主要来源。下面探究能见度测量方案。参见图3，图3是本发明实施例提供的一种利用能见度测量设备测量能见度的方法的流程示意图，其中，能见度测量设备可包括收发器、近端反射器和远端反射器。其中，收发器可包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内。近端反射器可包括第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，第二云台安装在第二支架上，第二保护罩安装在第二云台上，第一反射镜安装在第二保护罩内。远端反射器可包括第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，第三云台安装在第三支架上，第三保护罩安装在第三云台上，第二反射镜安装在第三保护罩内。在本发明的一些实施例中，第一云台可为电动云台或机械云台，第二云台和/或第三云台亦可为电动云台或机械云台。在本发明的一些实施例中，光信号发射源例如可包括如下类型的光信号发射源的 至少一种白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等、氙气灯或其他类型的可见光发射源。其中，若光信号发射源处于工作状态，则可见光图像传感器的视场范围内能够拍摄到第一类光斑和第二类光斑，第一类光斑由处于工作状态的光信号发射源所发射光信号经由第一反射镜反射形成，第二类光斑由处于工作状态的光信号发射源所发射光信号经由第二反射镜反射形成。如图3所示，本发明实施例提供的一种利用能见度测量设备测量能见度的方法，可包括以下内容301、可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像；302、可见光图像传感器在光信号发射源处于关闭状态时拍摄第二类图像；303、利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度；304、利用光信号发射源与第一反射镜及第二反射镜之间的距离、及获取到的第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程。在本发明的一些实施例中，利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度可包括测得第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度；测得第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，其中，第二类图像中的第一区域为与第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域，第二类图像中的第二区域为与第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的第一类光斑所对应的光信号强度，减第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度得到第一类光斑所对应的有效光信号强度；将测得的第二类光斑所对应的光信号强度，减第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度得到第二类光斑所对应的有效光信号强度。可以看出，本实施例测量能见度所使用的能见度测量设备包括收发器、近端反射器和远端反射器。其中，收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器。由于引入了可见光图像传感器，因此可以同时监测若干相关光信号，大大简化了系统结构。并且，利用可见光图像传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综合分析，有利于有效的去除信号噪声进而提高了能见度测量的精度，扩大了测量范围。在本发明的一些实施例中，测得第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号 强度可包括分别测得NI张第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度，将测得的NI张第一类图像中的第一类光斑的光信号强度的滤波值(例如平均值)作为第一类光斑的光信号强度；将测得的NI张第一类图像中的第二类光斑的光信号强度的滤波值(例如平均值)作为第二类光斑的光信号强度。在本发明的一些实施例中，测得第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，可包括分别测得N2张第一类图像中的第一区域和第二区域对应的光信号强度，将测得的N2张第一类图像中的第一区域的光信号强度的滤波值(例如平均值)作为第一区域的光信号强度；将测得的N2张第一类图像中的第二区域的光信号强度的滤波值(例如平均值)作为第二区域的光信号强度。其中，N2大于、小于或等于NI，NI和N2为正整数。在本发明的另一些实施例中，利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度可包括获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度；获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度的第一滤波值，将第一滤波值作为第一类光斑所对应的有效光信号强度；获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度；获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度的第二滤波值，将第二滤波值作为第二类光斑所对应的有效光信号强度，N3大于、小于或等于N4，N3和N4为正整数。在本发明的一些实施例中，获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得某一张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度；测得另一张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度，其中，上述另一张第二类图像中的第一区域为与上述某一张第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述某一张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度，减去测得的上述另一张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度，以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其中，上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中，上述某一张第一类图像的拍摄时间可先于或晚于上述另一张第二类图像的拍摄时间。在本发明的另一些实施例中，获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得N5张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度的第三滤波值；测得N6张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度的第四滤波值，其中，上述N5张第二类图像中的第一区域为与上述N6张第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述第三滤波值，减测得的上述第四滤波值，以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其中，上述N5张第一类图像和上述N6张第二类图像的拍摄间隔小于阈值。N5大于、小于或等于N5，N5和N6为正整数。在本发明的一些实施例中，获得第二类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得某一张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度；测得另一张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度，其中，上述另一张第二类图像中的第二区域为与上述某一张第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述某一张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度，减测得的上述另一张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度，以得到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中上述某一张第一类图像的拍摄时间可先于或晚于上述另一张第二类图像的拍摄时间。在本发明的另一些实施例中，获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有效光信号强度，可包括测得N7张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度的第五滤波值；测得NS张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度的第六滤波值，其中，上述N7张第二类图像中的第二区域为与上述NS张第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述第五滤波值，减测得的上述第六滤波值，以得到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中，上述N7张第一类图像和上述NS张第二类图像的拍摄间隔小于阈值。N7大于、小于或等于NS，N7和NS为正整数。其中，上述举例方式，仅为利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第 一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度的其中一些可能实施方式，当然还可根据实际需要和应用场景的变化进行相应变化，以得到其他一些可能实施方式。按照双折叠基线透射仪的类似测量原理，在本发明的一些实施例中，利用所述光信号发射源与第一反射镜及第二反射镜之间的距离、及获取到的第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程，可包括通过如下方式计算得到视程V=2*(L2-L1)*1η ε/In[C*K*(Se2/Sel)]; (公式 I)或通过如下方式计算得到视程V=2* (L2-L1) *1η ε /In [C* (Se2/Sel)]； (公式 2 )其中，上述公式中的V表示视程，L2表示第二反射镜与光信号发射源之间的距离，L1表不第一反射镜与光信号发射源之间的距离；Se2表不第二类光斑对应的有效光信号强度；Sel表不第一类光斑对应的有效光信号强度；C表不能见度校准因子，K为光路漂移修正因子，其中，
权利要求
1.一种能见度测量设备，其特征在于，包括 收发器、近端反射器和远端反射器； 其中，所述收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内； 所述近端反射器包括 第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，所述第二云台安装在所述第二支架上，所述第二保护罩安装在所述第二云台上，所述第一反射镜安装在所述第二保护罩内； 所述远端反射器包括 第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，所述第三云台安装在所述第三支架上，所述第三保护罩安装在所述第三云台上，所述第二反射镜安装在所述第三保护罩内。
2.根据权利要求I所述的能见度测量设备，其特征在于，所述第一云台为电动云台。
3.根据权利要求I或2所述的能见度测量设备，其特征在于， 所述光信号发射源包括白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等和氙气灯中的至少一种。
4.一种应用于能见度测量设备的收发器，其特征在于，包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器；其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和所述可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内。
5.根据权利要求4所述的收发器，其特征在于， 所述第一云台为电动云台。
6.根据权利要求4或5所述的收发器，其特征在于， 所述光信号发射源包括白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等和氙气灯中的至少一种。
7.一种利用能见度测量设备测量能见度的方法，其特征在于，所述能见度测量设备包括收发器、近端反射器和远端反射器， 其中，所述收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内； 所述近端反射器包括 第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，所述第二云台安装在所述第二支架上，所述第二保护罩安装在所述第二云台上，所述第一反射镜安装在所述第二保护罩内； 所述远端反射器包括 第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，所述第三云台安装在所述第三支架上，所述第三保护罩安装在所述第三云台上，所述第二反射镜安装在所述第三保护罩内；其中，若所述光信号发射源处于工作状态，则所述可见光图像传感器的视场范围内能够拍摄到第一类光斑和第二类光斑，所述第一类光斑由处于工作状态的所述光信号发射源所发射光信号经由所述第一反射镜反射形成，所述第二类光斑由处于工作状态的所述光信号发射源所发射光信号经由所述第二反射镜反射形成； 所述方法包括 所述可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像； 所述可见光图像传感器在光信号发射源处于关闭状态时拍摄第二类图像； 利用拍摄到的所述第一类图像和第二类图像，分别获取在所述第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度；利用所述光信号发射源与所述第一反射镜及所述第二反射镜之间的距离、及获取到的所述第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述利用拍摄到的所述第一类图像和第二类图像，分别获取在所述第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度，包括 测得所述第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度； 测得所述第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，其中，所述第二类图像中的第一区域为与第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域，所述第二类图像中的第二区域为与第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的第一类光斑所对应的光信号强度，减所述第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度；将测得的第二类光斑所对应的光信号强度，减所述第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度得到第二类光斑所对应的有效光信号强度。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于， 所述利用所述光信号发射源与所述第一反射镜及所述第二反射镜之间的距离、及获取到的所述第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程，包括 通过如下方式计算得到视程V=2* (L2-L1)=IiIn ε /In [C*K* (Se2/Sel)]； 或通过如下方式计算得到视程V=2* (L2-L1)=IiIn ε /In [C* (Se2/Sel)]； 其中，所述V表示视程，所述L2表示第二反射镜与所述光信号发射源之间的距离，所述L1表示第一反射镜与所述光信号发射源之间的距离；所述ε表示人眼的视觉照明阈值；所述Se2表不所述第二类光斑对应的有效光信号强度；所述Sel表不第一类光斑对应的有效光信号强度；所述C表示能见度校准因子，所述K为光路漂移修正因子，
10.根据权利要求7至9任一项所述的方法，其特征在于，所述可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像之前还包括定位所述第一反射镜和第二反射镜的空间相互位置；驱动所述第一云 台转动，以使得所述可见光图像传感器的视场坐标原点对准第一类光斑和第二类光斑连线的中点。
全文摘要
本发明实施例提供能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法。能见度测量设备，可包括收发器、近端反射器和远端反射器；收发器包括第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内；近端反射器包括第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，第二云台安装在第二支架上，第二保护罩安装在第二云台上，第一反射镜安装在第二保护罩内；远端反射器包括第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台。本发明方案有利于提高能见度测量的准确性。
文档编号G01N21/17GK102928349SQ20121046643
公开日2013年2月13日 申请日期2012年11月16日 优先权日2012年11月16日
发明者舒仕江, 左申正, 张建云 申请人:北京敏视达雷达有限公司