一种透射式视程能见度仪窗镜污染的可视化检测方法和装置

摘要

本发明公开了一种透射式视程能见度仪窗镜污染的可视化检测方法和装置，属于光学测量技术领域。所述装置包括基准背景光源、成像窗、反射镜、滤光镜、透镜、CCD图像传感器和微处理器，所述的方法包括采集清洁窗镜图像和实际窗镜图像，将窗镜图像的灰度值转换为光学强度和计算消光系数，以及窗镜污染的可视化与数显双模式监控。本发明对非均匀分布的污染引起的消光情况可以取得更接近真实的结果，从而提高了对气象能见度(MOR)和跑道视程能见度(RVR)测量值的精度和对污染物的判别；无需光学测量法中的光调制和锁相解调等硬件控制电路，简化了测量电路和提高了仪器长期运行的可靠性；提高了对窗镜污染情况的监测能力。

主权项

一种透射式视程能见度仪窗镜污染的可视化检测方法，其特征在于：所述可视化检测方法包括如下步骤，第一步，清洁窗镜图像的采集；在透射式视程能见度仪的能见度测量开始之前，保持窗镜清洁，打开成像窗和启动成像组件，采集清洁窗镜的图像并上传给微处理器，关闭成像窗和成像组件；第二步，实际窗镜图像采集；在透射式视程能见度仪的能见度测量结束后，打开成像窗和启动成像组件，获取实际窗镜图像并上传给微处理器，关闭成像窗和成像组件；第三步，窗镜消光系数的计算；微处理器对清洁窗镜图像和实际窗镜图像的所有像素灰度值进行扫描并依据公式(1)将图像灰度转换为光学强度并求得消光系数值；$\sigma =-\ln T=-\ln \left[\frac{1}{N\times M}\underset{j=1}{\overset{N}{\Sigma }}\underset{i=1}{\overset{M}{\Sigma }}(a·\frac{|A·I_{i,j}-B·I_{0i,j}|}{B·I_{0i,j}}+b)\right]---\left(1\right)$式中的T是窗镜透光率，I_i,j和I_0i,j分别为CCD图像传感器上每个像素单元记录的窗镜实测灰度强度和无污染基准灰度强度，系数a和系数b与CCD图像传感器的光电转换线性度相关，其值通过对CCD图像传感器进行严格的测量标定获得，系数A和系数B是分别与窗镜上的污染物散射特性和天空背景光变化相关的修正系数，其值通过与标准的光学测量比对进行标定确定，M和N是CCD图像传感器的水平和垂直的像素数；第四步，窗镜污染的可视化与数显双模式监控；微处理器将每次采集的实际窗镜图像、清洁窗镜图像和消光系数值存储并传输到上位机进行在屏显示，实现可视化与数显的双模式监控。