機場氣象觀測視頻輔助系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及機場氣象觀測技術(shù)領(lǐng)域，尤其是設(shè)及一種機場氣象觀測視頻輔助系 統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨著我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展，航空運輸事業(yè)也得到了迅猛發(fā)展，航空需求持續(xù)旺盛， 全國各地新建和擴建的機場如雨后春算。航空公司越來越多，各種型號的現(xiàn)代化飛機不斷 投入營運。隨之而來的，對機場氣象服務(wù)提出了更高、更嚴(yán)的要求。全面、準(zhǔn)確、智能化已是 航空氣象服務(wù)未來的發(fā)展趨勢。
[0003] 在當(dāng)前環(huán)境下，機場氣象觀測面臨W下問題： 1、機場現(xiàn)有地面氣象觀測設(shè)備主要觀測要素包括溫度、濕度、氣壓、風(fēng)向、風(fēng)速、雨量、 能見度和云高。而根據(jù)規(guī)章要求，對機場運行影響較大的能見度和云高的自動觀測數(shù)據(jù)僅 能作為參考。
[0004] 2、現(xiàn)有機場氣象地面觀測設(shè)備所觀測的能見度和云高數(shù)據(jù)僅為點數(shù)據(jù)，無法表征 整個機場范圍內(nèi)的氣象條件，因此，在實際運行中只能通過人工的方式，在室外觀測場肉眼 觀測，再結(jié)合設(shè)備觀測數(shù)據(jù)，對氣象條件進行判斷。
[0005] 3、機場室外氣象觀測平臺既要求空曠的觀測環(huán)境和良好的觀測視線，又要求具有 鄰近氣象臺的便捷性，而在實際機場環(huán)境中，運兩方面通常無法兼顧，因此，對氣象觀測效 果造成了一定影響。
[0006] 4、受跑道凈空的要求，機場氣象臺和觀測平臺通常距離跑道較遠(yuǎn)，尤其對于最為 重要的跑道兩端，直線距離甚至達(dá)到1到2公里。在天氣條件不佳的情況下，機場能夠達(dá)到運 行要求，但觀測平臺根本無法觀測跑道上的氣象條件，運嚴(yán)重影響了機場運行的安全。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種利于機場氣象觀測且實現(xiàn)方便的機場 氣象觀測視頻輔助系統(tǒng)。
[000引為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用W下技術(shù)方案： 一種機場氣象觀測視頻輔助系統(tǒng)，包括： 數(shù)據(jù)輸入及控制單元，采集前端攝像機輸出的視頻數(shù)據(jù)、機場的自動氣象觀測系統(tǒng)的 輸出數(shù)據(jù)、機場氣象情報，并根據(jù)氣象觀測規(guī)則控制前端攝像機運動； 數(shù)據(jù)處理單元，用于將數(shù)據(jù)輸入及控制單元所采集數(shù)據(jù)進行存儲、分析后輸出； 用戶單元，接收數(shù)據(jù)處理單元輸出數(shù)據(jù)進行畫面顯示和用戶操作控制信號； 其中，前端攝像機為云臺攝像機，數(shù)量至少為兩臺，靠近機場跑道設(shè)置，且至少設(shè)置在 跑道起降端。
[0009]所述數(shù)據(jù)輸入及控制單元包括： 氣象信息采集模塊，采集機場的自動氣象觀測系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)和機場氣象情報數(shù)據(jù)； 視頻數(shù)據(jù)采集模塊，采集云臺攝像機拍攝的圖像數(shù)據(jù)； 云臺控制模塊，負(fù)責(zé)控制云臺攝像機運動。
[0010] 所述數(shù)據(jù)處理單元包括： 圖像存儲與處理模塊，負(fù)責(zé)將視頻數(shù)據(jù)存儲至本地存儲空間并將圖像數(shù)據(jù)上傳； 掃描預(yù)置點模塊，負(fù)責(zé)前端攝像機監(jiān)控點的預(yù)設(shè)和控制； 業(yè)務(wù)分析輔助模塊，接收圖像存儲與圖像數(shù)據(jù)，并對其進行基礎(chǔ)分析處理;負(fù)責(zé)處理并 分析機場例行天氣報告和機場預(yù)報;負(fù)責(zé)進行氣象觀測視頻的采集、分析和整合。
[0011] 所述用戶單元包括： 畫面顯示模塊，負(fù)責(zé)將視頻或圖像信息顯示在屏幕上； 用戶控制模塊，接收用戶控制指令。
[0012] -種機場氣象觀測視頻輔助裝置，包括： 云臺攝像機，數(shù)量至少為兩臺，靠近機場跑道設(shè)置，且至少設(shè)置在跑道起降端； 視頻服務(wù)器，接收云臺攝像機視頻數(shù)據(jù)，讀取機場的自動氣象觀測系統(tǒng)的輸出數(shù)據(jù)，并 對接收和讀取的數(shù)據(jù)進行分析處理后輸出； 用戶終端，接收視頻服務(wù)器輸出數(shù)據(jù)，進行畫面顯示和用戶控制； 其中，用戶控制是指通過用戶終端實現(xiàn)對云臺攝像機運動的控制。
[0013] 進一步的，所述云臺攝像機采用易折支架安裝。
[0014] 進一步的，所述視頻服務(wù)器設(shè)置在機場內(nèi)。
[0015] 進一步的，所述云臺攝像機連接光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，通過光電轉(zhuǎn)換設(shè)備連接核屯、交換 機，再通過核屯、交換機連接視頻服務(wù)器。
[0016] 進一步的，所述核屯、交換機通過接入交換機連接用戶終端。
[0017] -種輔助機場氣象觀測的方法，包括W下步驟： (1) 采用多臺攝像機布置在跑道附近； (2) 圖像輸出：將攝像機采集的原始圖像數(shù)據(jù)直接輸出進行顯示;或者，將攝像機采集 的原始圖像數(shù)據(jù)與自動氣象觀測系統(tǒng)的數(shù)據(jù)和機場氣象情報相結(jié)合后輸出進行顯示； 生成能見度曲線： (a) 根據(jù)用戶設(shè)置的掃描預(yù)置點和掃描時間，攝像機定時進行巡航掃描，并將預(yù)置點處 的視頻畫面進行圖像抓取;其中，掃描預(yù)置點和掃描時間是根據(jù)民航氣象觀測規(guī)則所設(shè)定 的攝像機的掃描點和時間； (b) 將抓取的圖像與能見度目標(biāo)物分布圖相結(jié)合，得到能見度目標(biāo)物巡視圖； (C)根據(jù)能見度目標(biāo)物巡視圖，判斷目標(biāo)物的可見性，得到不同的能見度等級； (d)根據(jù)各能見度等級的目標(biāo)物體的位置和判斷結(jié)果，生成能見度曲線。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于： 本發(fā)明在跑道附近設(shè)置高清云臺攝像機，同時結(jié)合機場的自動氣象觀測系統(tǒng)的輸出數(shù) 據(jù)和機場氣象情報，對采集到的數(shù)據(jù)進行分析處理，有效地解決了將傳統(tǒng)機場氣象觀測所 存在的問題，從而達(dá)到輔助機場氣象觀測的目的，W滿足氣象業(yè)務(wù)運行的需要。
【附圖說明】
[0019]圖1是本發(fā)明-實施例2的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020]圖2是本發(fā)明-實施例1的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖。
[0021 ]圖3是能見度目標(biāo)物分布及能見度連線圖。
[0022] 圖4是能見度曲線圖。
[0023] 圖5是雙攝像機判斷原理示意圖。
[0024] 其中，附圖標(biāo)記對應(yīng)名稱如下：1-云臺攝像機，2-光電轉(zhuǎn)換設(shè)備，3-核屯、交換機，4-接入交換機，5-視頻服務(wù)器，6-機場用戶服務(wù)終端，7-航空公司用戶服務(wù)終端。
【具體實施方式】
[0025] 下面結(jié)合附圖對本發(fā)明作進一步說明。本發(fā)明的實施方式包括但不限于下列實施 例。
[00%] 實施例1 如圖2所示，本實施例提供了一種機場氣象觀測視頻輔助系統(tǒng)，該系統(tǒng)通過在機場跑道 附近位置安裝云臺攝像機，將拍攝的圖像數(shù)據(jù)結(jié)合機場氣象信息數(shù)據(jù)相結(jié)合，分析處理后 進行圖像輸出，較之傳統(tǒng)的氣象觀測，不受環(huán)境影響，能夠滿足行業(yè)規(guī)章要求，觀測更加直 觀、準(zhǔn)確。
[0027]具體的說，機場氣象觀測視頻輔助系統(tǒng)主要由W下=部分組成： 一、數(shù)據(jù)輸入及控制單元 數(shù)據(jù)輸入及控制單元用于采集前端攝像機輸出的視頻數(shù)據(jù)、機場的自動氣象觀測系統(tǒng) 的輸出數(shù)據(jù)、機場氣象情報和控制前端攝像機運動;其又包括氣象信息采集模塊、視頻數(shù)據(jù) 采集模塊和云臺控制模塊。
[002引各模塊的功能如下： 氣象信息采集模塊，根據(jù)自動氣象觀測系統(tǒng)特定的數(shù)據(jù)格式，通過FTP或者串口方式， 將實時觀測數(shù)據(jù)讀入本系統(tǒng);通過TCP/IP方式將機場氣象情報數(shù)據(jù)讀入本系統(tǒng)。
[0029] 視頻數(shù)據(jù)采集模塊，將云臺攝像機輸出的視頻數(shù)據(jù)按照指定的格式、碼率進行采 集和回傳。
[0030] 云臺控制模塊，負(fù)責(zé)控制云臺的水平和俯仰運動，同時也控制攝像機焦距的伸縮。 云臺控制模塊可結(jié)合本系統(tǒng)實現(xiàn)對云臺攝像機的自動控制。
[0031] 實現(xiàn)上述模塊功能的硬件結(jié)構(gòu)有多種，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明申請所公開的 技術(shù)內(nèi)容，可W有多種選擇，在此不作寶述。
[0032] 二、數(shù)據(jù)處理單元 數(shù)據(jù)處理單元用于將數(shù)據(jù)輸入及控制單元所采集數(shù)據(jù)進行存儲、分析后輸出；其又包 括圖像存儲與處理模塊、掃描預(yù)置點模塊和業(yè)務(wù)分析輔助模塊。
[0033] 各模塊的功能如下： 圖像存儲與處理模塊，負(fù)責(zé)將視頻數(shù)據(jù)存儲至本地存儲空間，并根據(jù)用戶指定的存儲 時間，進行自動循環(huán)覆蓋存儲。同時，根據(jù)業(yè)務(wù)分析輔助模塊的要求，定時將指定抓取指定 圖像，上傳至業(yè)務(wù)分析輔助模塊。
[0034] 掃描預(yù)置點模塊，負(fù)責(zé)攝像機監(jiān)控點的預(yù)設(shè)和控制。既能接收用戶設(shè)置的預(yù)置點， 也能將用戶設(shè)置的預(yù)置點輸出至云臺控制模塊，W實現(xiàn)攝像機自動巡航掃描的目標(biāo)。
[0035] 業(yè)務(wù)分析輔助模塊，利用采集到的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)對其分析處理，W滿足氣象業(yè)務(wù)運行 的需要，其主要包括： (1)原始視頻輸出。將原始視頻直接實時輸出到用戶顯示端。
[0036] (2)數(shù)據(jù)融合輸出。將實時視頻與自動氣象觀測系統(tǒng)器測數(shù)據(jù)W及機場氣象情報 數(shù)據(jù)相結(jié)合，同時輸出在用戶終端顯示界面。并根據(jù)用戶設(shè)定的器測要素告警闊值，判斷各 要素是否超限。如果超限，在用戶界面上進行醒目的圖形化告警。
[0037] (3)目標(biāo)巡視。根據(jù)用戶設(shè)置的掃描預(yù)置點和掃描時間，攝像機定時進行巡航掃 描，并將預(yù)置點處的視頻畫面進行圖像抓取，反饋到用戶端。為避免抓取到抖動模糊圖像， 在預(yù)置點圖像抓取時，每間隔1秒抓取100帖圖像，共抓取300帖圖像。計算并比較所有圖像 的平均梯度函數(shù)，將最大值圖像作為最終圖像。
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