本發(fā)明屬于航空電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種機(jī)場(chǎng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

傳統(tǒng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可實(shí)時(shí)采集單點(diǎn)及周邊一定范圍內(nèi)的氣象參數(shù)(包括溫度、濕度、氣壓、氣溫、風(fēng)速風(fēng)向、能見度等)，并可獲取與生產(chǎn)作業(yè)相關(guān)的天氣狀況。對(duì)于二、三類通用航空機(jī)場(chǎng)氣象數(shù)據(jù)的監(jiān)測(cè)關(guān)乎到航空飛行的安全，因此，建立通用航空機(jī)場(chǎng)的自動(dòng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)具有必要性。

在氣象監(jiān)測(cè)過程中，影響航空飛行安全一個(gè)很重要的因素為天氣能見度信息，而實(shí)際系統(tǒng)中能見度傳感器也是最昂貴的一種設(shè)備。在機(jī)場(chǎng)處在無人值守的條件下，當(dāng)能見度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，無法在短時(shí)間內(nèi)將設(shè)備修復(fù)，此時(shí)系統(tǒng)提供的能見度將嚴(yán)重影響到飛行安全。因此，在機(jī)場(chǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)中，提供一種能見度監(jiān)測(cè)的備用方式具有很重要的意義。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明目的：提供一種機(jī)場(chǎng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，利用攝像頭對(duì)目標(biāo)靶進(jìn)行成像，針對(duì)采集的數(shù)據(jù)，經(jīng)過圖像處理后，對(duì)傳感器采集的能見度氣象要素進(jìn)行自學(xué)習(xí)，根據(jù)自學(xué)習(xí)結(jié)果，對(duì)能見度傳感器進(jìn)行修正及故障判別。

技術(shù)方案：一種機(jī)場(chǎng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括目標(biāo)靶[01]、攝像頭[02]、圖像采集處理單元[03]、氣象傳感器單元[04]、數(shù)據(jù)采集單元[05]、中央控制處理單元[06]、無線通信單元[07]、電壓轉(zhuǎn)換單元[08]、太陽能供電單元[09]、光照度傳感器[10]。太陽能供電單元[09]輸出端與電壓轉(zhuǎn)換單元[08]的輸入端相連；電壓轉(zhuǎn)換單元[08]輸出端分別與攝像頭[02]、圖像采集處理單元[06]、氣象傳感器單元[04]、數(shù)據(jù)采集單元[05]、中央控制處理單元[06]、無線通信單元[07]的電源接口相連；氣象傳感器單元[04]的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元[05]的采集輸入接口相連接；數(shù)據(jù)采集單元[05]的數(shù)據(jù)接口、圖像采集處理單元[03]的數(shù)據(jù)接口、無線通信單元[07]的數(shù)據(jù)接口分別與中央控制處理單元[06]的數(shù)據(jù)接口相連；攝像頭[02]的數(shù)據(jù)輸出端、光照度傳感器[10]輸出端分別與圖像采集處理單元[03]的輸入端相連。

目標(biāo)靶獨(dú)立于系統(tǒng)安裝，其中心同攝像頭處于同一軸線上，并與攝像頭存在一定距離。

攝像頭獲得目標(biāo)靶的圖像信息，并將信息發(fā)送給圖像采集處理單元。

圖像采集處理單元與中央控制處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)能見度信息進(jìn)行自學(xué)習(xí)。

中央控制處理單元將傳感器單元的故障信息通過無線通信單元發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器，對(duì)故 障進(jìn)行報(bào)警。

有益效果：本發(fā)明采用圖像處理的方法，對(duì)傳感器采集的能見度氣象要素進(jìn)行自學(xué)習(xí)，根據(jù)自學(xué)習(xí)結(jié)果，對(duì)能見度傳感器進(jìn)行修正及故障判別。增加了系統(tǒng)在無人值守條件下的健壯性，降低了系統(tǒng)因設(shè)備故障而存在的風(fēng)險(xiǎn)及設(shè)備的維修成本。

附圖說明

圖1為傳統(tǒng)機(jī)場(chǎng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)框圖；

圖2為本發(fā)明的系統(tǒng)框圖；

01-目標(biāo)靶、02-攝像頭、03-圖像采集處理單元、04-氣象傳感器單元、05-數(shù)據(jù)采集單元、06-中央控制處理單元、07-無線通信單元、08-電壓轉(zhuǎn)換單元、09-太陽能供電單元、10-光照度傳感器。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖對(duì)發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)描述，請(qǐng)參閱圖1至圖2。

參閱圖1，在氣象監(jiān)測(cè)過程中，影響航空飛行安全一個(gè)很重要的因素為天氣能見度信息，而實(shí)際系統(tǒng)中能見度傳感器也是最昂貴的一種設(shè)備。在機(jī)場(chǎng)處在無人值守的條件下，當(dāng)能見度傳感器出現(xiàn)故障時(shí)，無法在短時(shí)間內(nèi)將設(shè)修復(fù)，此時(shí)系統(tǒng)提供的能見度將嚴(yán)重影響到飛行安全。

本發(fā)明的思路是：

當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，通過攝像頭獲取目標(biāo)靶的圖像信息，圖像采集處理單元將獲得的目標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，形成圖像色環(huán)的灰度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

同時(shí)，能見度傳感器獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)采集后由中央控制處理單元發(fā)送至圖像采集處理單元，并與目標(biāo)靶圖像灰度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)信息索引表。由于氣象數(shù)據(jù)是一個(gè)變化較緩慢的過程，因此，可以每十分鐘對(duì)目標(biāo)靶圖像進(jìn)行一次采樣，每次采樣時(shí)可獲得多種數(shù)據(jù)進(jìn)行均值處理。也可依據(jù)實(shí)際情況，對(duì)采樣時(shí)間進(jìn)行設(shè)置。

經(jīng)過對(duì)能見度傳感器數(shù)據(jù)的多次學(xué)習(xí)，最終建立一個(gè)較完備的關(guān)聯(lián)信息索引表。當(dāng)能見度出現(xiàn)故障時(shí)，利用建立的索引表對(duì)能見度信息進(jìn)行多次判別確認(rèn)后，通知中央控制處理單元此時(shí)能見度傳感器存在故障，需向遠(yuǎn)端服務(wù)器發(fā)送故障報(bào)警信息。

參閱圖2，本發(fā)明的技術(shù)方案是：一種機(jī)場(chǎng)氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，包括目標(biāo)靶01、攝像頭02、圖像采集處理單元03、氣象傳感器單元04、數(shù)據(jù)采集單元05、中央控制處理單元06、無線通信單元07、電壓轉(zhuǎn)換單元08、太陽能供電單元09、光照度傳感器10。太陽能供電單元09輸出端與電壓轉(zhuǎn)換單元08的輸入端相連；電壓轉(zhuǎn)換單元08輸出端分別與攝像頭02、圖像采 集處理單元06、氣象傳感器單元04、數(shù)據(jù)采集單元05、中央控制處理單元06、無線通信單元07的電源接口相連；氣象傳感器單元04的輸出端與數(shù)據(jù)采集單元05的采集輸入接口相連接；數(shù)據(jù)采集單元05的數(shù)據(jù)接口、圖像采集處理單元03的數(shù)據(jù)接口、無線通信單元07的數(shù)據(jù)接口分別與中央控制處理單元06的數(shù)據(jù)接口相連；攝像頭02的數(shù)據(jù)輸出端、光照度傳感器10輸出端分別與圖像采集處理單元03的輸入端相連。

目標(biāo)靶獨(dú)立于系統(tǒng)安裝，其中心同攝像頭處于同一軸線上，并與攝像頭存在一定距離。

攝像頭獲得目標(biāo)靶的圖像信息，并將信息發(fā)送給圖像采集處理單元。

圖像采集處理單元與中央控制處理單元進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)能見度信息進(jìn)行自學(xué)習(xí)。

中央控制處理單元將傳感器單元的故障信息通過無線通信單元發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器，對(duì)故障進(jìn)行報(bào)警。

本發(fā)明的工作過程如下：

當(dāng)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)，每十分鐘或者更短時(shí)間內(nèi)(時(shí)間可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置)，利用光照度傳感器獲取光照度值，當(dāng)光照度值大于50勒克斯(限制在白天的工作環(huán)境下)時(shí)，啟動(dòng)圖像采集處理單元將獲得的目標(biāo)靶圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行灰度值分析處理，形成色環(huán)灰度值的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)。

同時(shí)，能見度傳感器獲得的數(shù)據(jù)，經(jīng)采集后由中央控制處理單元發(fā)送至圖像采集處理單元，并與目標(biāo)靶色環(huán)灰度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)建立關(guān)聯(lián)信息索引表。在每次圖像采集時(shí)，可采集多種圖像進(jìn)行均值處理。經(jīng)過對(duì)系統(tǒng)能見度傳感器獲取數(shù)據(jù)的多次學(xué)習(xí)后，當(dāng)索引表中的能見度數(shù)值與實(shí)際傳感器能見度數(shù)值之間的相對(duì)誤差不大于5％(可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置)時(shí)，即建立了一個(gè)較完備的實(shí)際能見度值與色環(huán)灰度統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)之間相互關(guān)聯(lián)的信息索引表。

當(dāng)能見度傳感器獲得的數(shù)據(jù)同圖像處理建立的索引表中的能見度數(shù)值的相對(duì)誤差超過了20％(可根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行設(shè)置)時(shí)，則判斷能見度傳感器出現(xiàn)故障，并通知中央控制單元將故障信息通過無線通信單元發(fā)送至遠(yuǎn)端服務(wù)器，完成故障報(bào)警任務(wù)。

本發(fā)明采用圖像處理的方法，對(duì)傳感器采集的能見度氣象要素進(jìn)行自學(xué)習(xí)，根據(jù)自學(xué)習(xí)結(jié)果，對(duì)能見度傳感器進(jìn)行修正及故障判別。增加了系統(tǒng)在無人值守條件下的健壯性，降低了氣象監(jiān)測(cè)系統(tǒng)因能見度傳感器故障而存在的風(fēng)險(xiǎn)及設(shè)備的維修成本。