CN108303400A - 一种校准大气透射仪的方法及大气透射仪 - Google Patents

一种校准大气透射仪的方法及大气透射仪 Download PDF

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CN108303400A CN201810146341.8A CN201810146341A CN108303400A CN 108303400 A CN108303400 A CN 108303400A CN 201810146341 A CN201810146341 A CN 201810146341A CN 108303400 A CN108303400 A CN 108303400A
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    • G01N21/59Transmissivity
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Abstract

本申请实施例公开了一种校准大气透射仪的方法以及一种大气透射仪,通过移动接收端以及发射端,实现大气透射仪的发射端以及接收端的校准。移动后的发射端对接收端进行拍照时,第一标识物中心的实际坐标已经位于第一理论坐标,并且移动后的接收端对发射端进行拍照时,第二标识物中心的实际坐标也已经位于第二理论坐标,表明移动后的发射端以及接收端已经位于同一条直线上,即实现了对发射端以及接收端的校准。可见,相对于人工校准大气透射仪而言,借助图像定位的方法校准大气透射仪,不仅可以减少校准大气透射仪的耗时时长,而且校准精度更高。

Description

一种校准大气透射仪的方法及大气透射仪
技术领域
[0001]本申请涉及能见度探测技术领域,具体涉及一种校准大气透射仪的方法及大气透 射仪。
背景技术
[0002] 大气能见度,是从目标物是否能被看到并且辨认的角度,用距离来描述大气透明 程度的物理量。它为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究以及气象服务提供重要的依 据。
[0003] 一般情况下,大气能见度可以用大气透射仪来进行测量。大气透射仪在测量大气 能见度时,发射端会向接收端发射光强值为Ii的平行信号光,由接收端接收到该平行信号 光,并且接收到的平行信号光的光强值为12,然后计算12与的比值,就可以得到大气透射 率,进而可以推算出大气透射仪所处环境的大气能见度。
[0004]在利用大气透射仪测量大气能见度的过程中,需要保证发射端的信号光发射器与 接收端的光探测器完全对准,这样才能保证经过大气衰减后的平行信号光能够全部被接收 端的光探测器接收到,进而测量的精度才会高。而现有的技术方案中,是采用人工校准的方 法来校准发射端以及接收端,技术人员通常利用蜂鸣器来判断发射端以及接收端是否对 准,不仅耗时长,而且对准精度低。
发明内容
[0005]有鉴于此,本申请实施例提供一种校准大气透射仪的方法以及一种大气透射仪, 以提高大气透射仪的校准精度,减少对准大气透射仪的耗时时长。
[0006] 为解决上述问题,本申请实施例提供的技术方案如下:
[0007]第一方面,本申请提供了一种校准大气透射仪的方法,该大气透射仪包括发射端 和接收端,该方法包括:
[0008]发射端对所述大气透射仪的接收端进行拍照,得到第一图像;
[0009] 所述发射端确定所述第一图像中第一标识物中心的实际坐标;
[0010] 所述发射端计算所述实际坐标与所述第一标识物中心的第一理论坐标的第一坐 标值差;
[0011]所述发射端根据所述第一坐标值差,移动所述发射端,直至所述发射端再次对所 述接收端进行拍照所得到的第二图像中,所述第一标识物中心的实际坐标位于所述第一理 论坐标;
[0012] 所述接收端对所述发射端进行拍照,得到第三图像;
[0013] 所述接收端确定所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标;
[0014] 所述接收端计算所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标与所述标识物中心 的第二理论坐标的第二坐标值差;
[0015] 所述接收端根据所述第二坐标值差,移动所述接收端,直至所述接收端再次对所 述发射端进行拍照所得到的第四图像中,所述第二标识物中心的实际坐标位于所述第二理 论坐标。
[0016]在一些可能的实施方式中,所述发射端根据所述第一坐标值差,移动所述发射端, 包括:
[0017]所述发射端根据所述第一坐标值差,计算第一步进电机的第一转动向量,所述第 一转动向量包括所述第一步进电机转动的步数以及方向;
[0018]所述发射端根据所述第一转动向量,转动所述第一步进电机以移动所述发射端; [0019]所述接收端根据所述第二坐标值差,移动所述接收端,包括:
[0020]所述接收端根据所述第二坐标值差,计算第二步进电机的第二转动向量,所述第 二转动向量包括所述第二步进电机转动的步数以及方向;
[0021]所述接收端根据所述第二转动向量,转动所述第二步进电机以移动所述接收端。 [0022]在一些可能的实施方式中,该方法还包括:
[0023]所述接收端移动所述接收端,根据所述接收端接收到的信号光的光强,确定所述 接收端的光阑的第一中心。
[0024]在一些可能的实施方式中,接收端移动所述接收端,根据所述接收端接收到的信 号光的光强,确定所述接收端的光阑的第一中心,包括:
[0025]所述接收端在水平方向上进行移动,并对所述信号光进行扫描,获得光强值大于 预设第一阈值的第一采样点的采样坐标;
[0026]当光强值大于预设第一阈值的第一采样点的个数大于预设第一数值时,所述接收 端获取水平方向上位于中间位置的第一采样点的横坐标,作为所述光阑的第一中心在水平 方向上的横坐标;
[0027]所述接收端在垂直方向上进行移动,并对所述信号光进行扫描,获得光强值大于 预设第二阈值的第二采样点的采样坐标;
[0028]当光强值大于预设第二阈值的第二采样点的个数大于预设第二数值时,所述接收 端获取垂直方向上位于中间位置的第二采样点的纵坐标,作为所述光阑的第一中心在垂直 方向上的纵坐标。
[0029]在一些可能的实施方式中,该方法还包括:
[0030]所述发射端移动所述发射端,根据所述接收端接收到的信号光的光强,将所述光 阑的第一中心更新为第二中心。
[0031]在一些可能的实施方式中,发射端移动所述发射端,根据所述接收端接收到的信 号光的光强,将所述光阑的第一中心更新为第二中心,包括:
[0032]所述发射端在水平方向上进行移动,并由所述接收端对所述信号光进行扫描,获 得光强值大于预设第三阈值的第三采样点的采样坐标;
[0033]当光强值大于预设第三阈值的第三采样点的个数大于预设第三数值时,所述发射 端获取水平方向上位于中间位置的第三采样点的横坐标,作为所述光阑的第二中心在水平 方向上的横坐标;
[0034]所述发射端在垂直方向上进行移动,并由所述接收端对所述信号光进行扫描,获 得光强值大于预设第四阈值的第四采样点的采样坐标;
[0035]当光强值大于预设第四阈值的第四采样点的个数大于预设第四数值时,所述接收 _获取垂i万冋上位于中间位置的第四采样点的纵坐标,作为所述光阑的第二中心在垂直 方向上的纵坐标。
[0036]在一些可能的实施方式中,该方法还包括:
[0037]所述发射端对所述接收端进行拍照,得到第五图像;
[0038]所述发射端确定所述第五图像中第一标识物中心的实际坐标,并计算所述第五图 像中第一标识物中心的实际坐标与所述第一理论坐标的第三坐标值差;
[0039]所述发射端判断所述第三坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据所述第三 坐标值差,移动所述发射端;
[0040] 和/或,
[0041] 所述接收端对所述发射端进行拍照,得到第六图像;
[0042]所述接收端确定所述第六图像中第二标识物中心的实际坐标,并计算所述第六图 像中第二标识物中心的实际坐标与所述第二理论坐标的第四坐标值差;
[0043]所述接收端判断所述第四坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据所述第三 坐标值差,移动所述接收端。
[0044]第二方面,本申请还提供了一种大气透射仪,包括发射端和接收端,所述接收端包 括光探测器、第一标识物、第二步进电机、第二图像采集器以及第二图像处理器,所述发射 端包括信号光发射器、第二标识物、第一步进电机、第一图像采集器以及第一图像处理器; [0045]所述信号光发射器,用于向接收端发射信号光;
[0046]所述第一图像采集器,用于对所述大气透射仪的接收端进行拍照,得到第一图像; [0047]所述第一图像处理器,用于确定所述第一图像中第一标识物中心的实际坐标,并 计算所述实际坐标与所述第一标识物中心的第一理论坐标的第一坐标值差;
[0048]所述第一步进电机,用于根据所述第一坐标值差,移动所述发射端,直至所述第一 图像采集器再次对所述接收端进行拍照所得到的第二图像中,所述第一标识物中心的实际 坐标位于所述第一理论坐标;
[0049]所述光探测器,用于接收所述信号光发射器发射的信号光;
[0050]所述第二图像采集器,用于对所述大气透射仪的发射端进行拍照,得到第三图像; [0051]所述第二图像处理器,用于确定所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标,并 计算所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标,与所述第二理论坐标的第二坐标值差; [0052]所述第二步进电机,用于根据所述第二坐标值差,移动所述接收端,直至所述第二 图像采集器再次对所述发射端进行拍照所得到的第四图像中,所述第二标识物中心的实际 坐标位于所述第二理论坐标。
[0053] 在一些可能的实施方式中,所述第一步进电机具体用于,根据所述第一坐标值差, 计算所述第一步进电机的第一转动向量,所述第一转动向量包括所述第一步进电机转动的 步数以及方向;根据所述第一转动向量,转动所述第一步进电机以移动所述发射端;
[0054] 所述第二步进电机具体用于,根据所述第二坐标值差,计算所述第二步进电机的 第二转动向量,所述第二转动向量包括所述第二步进电机转动的步数以及方向;根据所述 第二转动向量,转动所述第二步进电机以移动所述接收端。
[0055] 在一些可能的实施方式中,所述第二步进电机还用于,移动所述接收端;
[0056] 所述光探测器还用于,根据所述接收端接收到的信号光的光强,确定光阑的第一 中心。
[0057] 在一些可能的实施方式中,所述第二步进电机具体还用于,在水平方向上移动所 述接收端,以及在垂直方向上移动所述接收端;
[0058]所述光探测器具体还用于,对所述信号光在水平方向上进行扫描,获得光强值大 于预设第一阈值的第一采样点的采样坐标;
[0059]当光强值大于预设第一阈值的第一采样点的个数大于预设第一数值时,获取水平 方向上位于中间位置的第一采样点的横坐标,作为所述光阑的第一中心在水平方向上的横 坐标;
[0060] 对所述信号光在垂直方向上进行扫描,获得光强值大于预设第二阈值的第二采样 点的采样坐标;
[0061] 当光强值大于预设第二阈值的第二采样点的个数大于预设第二数值时,获取垂直 方向上位于中间位置的第二采样点的纵坐标,作为所述光阑的第一中心在垂直方向上的纵 坐标。
[0062] 在一些可能的实施方式中,所述第一步进电机还用于,移动所述发射端;
[0063]所述光探测器还用于,根据所述接收端接收到的信号光的光强,将所述光阑的第 一中心更新为第二中心。
[0064]在一些可能的实施方式中,所述第一步进电机具体还用于,在水平方向上移动所 述发射端,以及在垂直方向上移动所述发射端;
[0065]所述光探测器具体还用于,对所述信号光在水平方向上进行扫描,获得光强值大 于预设第三阈值的第三采样点的采样坐标;
[0066]当光强值大于预设第三阈值的第三采样点的个数大于预设第三数值时,获取水平 方向上位于中间位置的第三采样点的横坐标,作为所述光阑的第二中心在水平方向上的横 坐标;
[0067]对所述信号光在垂直方向上进行扫描,获得光强值大于预设第四阈值的第四采样 点的采样坐标;
[0068]当光强值大于预设第四阈值的第四采样点的个数大于预设第四数值时,获取垂直 方向上位于中间位置的第四采样点的纵坐标,作为所述光阑的第二中心在垂直方向上的纵 坐标。
[0069]在一些可能的实施方式中,所述第一图像采集器,还用于对所述接收端进行拍照, 得到第五图像;
[0070]所述第一图像处理器,还用于确定所述第五图像中第一标识物中心的实际坐标, 并计算所述第五图像中第一标识物中心的实际坐标与所述第一理论像素坐标的第三坐标 值差;
[0071]所述第一步进电机,还用于判断所述第三坐标值差是否超出预设范围,如果是,则 根据所述第三坐标值差,移动所述发射端;
[0072]和/或,
[0073]所述第二图像采集器,还用于对所述发射端进行拍照,得到第六图像;
[0074]所述第二图像处理器,还用于确定所述第六图像中第二标识物中心的实际坐标, 并计算所述第六图像中第二标识物中心的实际坐标与所述第二理论坐标的第四坐标值差;
[0075]所述第二步进电机,还用于判断所述第四坐标值差是否超出预设范围,如果是,则 根据所述第三坐标值差,移动所述接收端。
[0076]由此可见,本申请实施例具有如下有益效果:
[0077]本申请实施例中,可以通过移动接收端以及发射端,实现大气透射仪的发射端以 及接收端的校准。具体的,发射端可以对接收端进行拍照,获得第一图像,然后发射端可以 确定第一图像中第一标识物中心的实际坐标,并计算该实际坐标与第一标识物中心的第一 理论坐标的第一坐标值差,进而可以根据该第一坐标值差,移动发射端,直至发射端再次对 接收端进行拍照所得到的第二图像中,第一标识物中心的实际坐标位于第一理论坐标;接 收端可以对发射端进行拍照,获得第三图像,然后接收端可以确定第三图像中第二标识物 中心的实际坐标,并计算该实际坐标与第二标识物中心的第二理论坐标的第二坐标值差, 进而可以根据该第二坐标值差,移动接收端,使得接收端再次对发射端进行拍照所得到的 第二图像中,第二标识物中心的实际坐标位于第二理论坐标。
[0078]由于移动后的发射端对接收端进行拍照时,第一标识物中心的实际坐标己经位于 第一理论坐标,并且移动后的接收端对发射端进行拍照时,第二标识物中心的实际坐标也 已经位于第二理论坐标,表明移动后的发射端以及接收端已经位于同一条直线上,即实现 了对发射端以及接收端的校准。可见,相对于人工校准大气透射仪而言,借助图像定位的方 法校准大气透射仪,不仅可以减少校准大气透射仪的耗时时长,而且校准精度更高。
附图说明
[0079]为了更清楚地说明本申请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 申请中记载的一些实施例,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。
[0080]图1为大气透射仪的工作原理示意图;
[0081]图2为本申请实施例一种校准大气透射仪的方法的一具体实施例的流程示意图; [0082]图3为本申请实施例中对第一图像建立直角坐标系的示意图;
[0083]图4为本申请实施例中对第二图像建立直角坐标系的示意图;
[0084]图5为本申请实施例中确定光阑的第一中心的横坐标的流程示意图;
[0085]图6为本申请实施例中确定光阑的第二中心的横坐标的流程示意图;
[0086]图7为本申请实施例中一种大气透射仪的架构示意图。
具体实施方式
[0087]图1示出了大气透射仪测量大气能见度的工作原理。大气透射仪在测量大气能见 度的过程中,发射端内位于凸透镜焦点处的点光源(可以是具有调频调幅功能的电路驱动 发光二极管等)会发出信号光,经过45度角放置的半透镜后,一半信号光被半透镜反射,由 光敏二极管R1探测到被发射的信号光,另一半信号光再通过凸透镜,平行的向接收端发射 出去。接收端接收经过大气衰减后的平行信号光,并由接收端内的光敏二极管R2探测到通 过凸透镜的平行信号光,其中,该凸透镜位于凸透镜的焦点处。通过对光敏二极管R1、R2接 收到的平行信号光进行解调,可以得到光敏二极管R1所接收到的信号光的光强值h,以及 光敏二极管R2所接收到的信号光的光强值12,通过计算光强值12与光强值h的比值,即可得 到大气透射率,进而可以推算出大气透射仪所处环境的大气能见度。
[0088]由图1可以看出,只有在发射端以及接收端完全对准的情况下,发射端发射出的平 行信号光才能完全被接收端接收,这样才能保证测量大气能见度的精度。而实际应用中,大 气透射仪难免会受到外界环境的干扰,造成发射端以及接收端没有完全对准,从而造成测 量出的大气能见度的值与其真实值之间存在较大误差。
[0089]而现有的校准大气透射仪的方法中,主要采用人工校准。在校准大气透射仪时,通 过观察蜂鸣器来判断发射端以及接收端是否对准,如果确定发射端以及接收端没有对准, 蜂鸣器会发出警报,则需要对发射端和/或接收端的进行调整,并同时观察蜂鸣器的变化。 通过观察蜂鸣器的变化,不断的调整发射端和/或接收端的位置,直至蜂鸣器不再发出警报 时,才确定发射端以及接收端对准。可见,现有的人工校准大气透射仪的方法,需要耗费大 量的时间实现校准,并且人工很难实现发射端以及接收端的完全对准,通常是将发射端以 及接收端的位置误差调整到一个可以接收的范围,校准的精度较低。
[0090]为了解决上述问题,本申请实施例提供了 一种校准大气透射仪的方法,该大气透 射仪包括发射端以及接收端,该方法包括:发射端可以对接收端进行拍照,获得第一图像, 然后发射端可以确定第一图像中第一标识物中心的实际坐标,并计算该实际坐标与第一标 识物中心的第一理论坐标的第一坐标值差,进而可以根据该第一坐标值差,移动发射端,直 至发射端再次对接收端进行拍照所得到的第二图像中,第一标识物中心的实际坐标位于第 一理论坐标;接收端可以对发射端进行拍照,获得第三图像,然后接收端可以确定第三图像 中第二标识物中心的实际坐标,并计算该实际坐标与第二标识物中心的第二理论坐标的第 二坐标值差,进而可以根据该第二坐标值差,移动接收端,使得接收端再次对发射端进行拍 照所得到的第二图像中,第二标识物中心的实际坐标位于第二理论坐标。
[0091]由于移动后的发射端对接收端进行拍照时,第一标识物中心的实际坐标己经位于 第一理论坐标,并且移动后的接收端对发射端进行拍照时,第二标识物中心的实际坐标也 已经位于第二理论坐标,表明移动后的发射端以及接收端已经位于同一条直线上,即实现 了对发射端以及接收端的校准。可见,相对于人工校准大气透射仪而言,借助图像定位的方 法fe准大气透射仪,不需要人工不断地对发射端以及接收端的位置进行调整,而可以直接 将发射端以及接收端的位置移动到对准后的位置,不仅减少了校准大气透射仪的耗时时 长,而且借助图像来对发射段以及接收端进行定位,能够使得校准大气透射仪的精度更高。 [0092]为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案,下面将结合本申请实 施例中的附图,对本申请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 例仅仅是本申请一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通 技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都应当属于本申请保护 的范围。
[0093]请一并参阅图2,图2示出了本申请实施例中一种校准大气透射仪的方法一具体实 施例的流程示意图,该方法具体可以包括:
[0094] S201:发射端对大气透射仪的接收端进行拍照,得到第一图像。
[0095]本实施例中,大气透射伩的发射端不仅可以向接收端发射信号光,以便于大气透 射仪测量大气能见度,还可以对接收端进行拍照,具体可以为发射端上的图像采集器对接 收端进行拍照,得到包含接收端图像的第一图像。在一种非限定性的示例中,发射端上的图 像采集器可以为工业相机,利用该工业相机对接收端进行拍照,从而可以得到第一图像。
[0096] S202:发射端确定第一图像中第一标识物中心的实际坐标。
[0097] 通常情况下,接收端上可以设置有第一标识物,则对接收端进行拍照所得到的第 一图像中,包括有第一标识物的图像。
[0098] 在一些可能的实施方式中,可以对该第一图像进行图像处理,识别出该第一标识 物,进而可以通过拟合计算确定第一标识物的中心。在确定第一标识物的中心后,可以通过 在第一图像上建立直角坐标系、极坐标系等坐标系,确定出该第一标识物中心在第一图像 上的实际坐标。 >
[0099] S203:发射端计算第一图像中第一标识物中心的实际坐标,与第一标识物中心的 第一理论坐标的第一坐标值差。
[0100] 其中,第一标识物中心的第一理论坐标,是指对发射端进行校准后,发射端再次对 接收端进行拍照所得到的第二图像中,第一标识物中心的坐标。该第一理论坐标是预先设 定的。则,在确定第一图像中第一标识物中心的实际坐标,以及第一标识物中心的第一理论 坐标后,即可计算得到两个坐标之间的第一坐标值差。
[0101] 为了便于理解本实施例的技术方案,下面对获得第一坐标值差的具体过程进行举 例说明:
[0102] 在获得第一图像后,以第一图像左上角的顶点为原点,以第一图像的一个像素点 的边长为单位,建立如图3所示直角坐标系。其中,第一图像的长为M、宽为N,A点为接收端第 一标识物中心。根据图像处理技术,可以确定第一图像中A点的实际坐标为(Xq,Yq)。按照预 设规则,B点为接收端的图像采集器的中心,并且对发射端进行校准后,发射端再次对接收 端进行拍照所得到的第二图像中,接收端上的图像采集器的中心位于第二图像的几何中 心,即对第二图像建立如图4所示的直角坐标系后,第二图像中B点的坐标为(N/2,M/2),而 第二图像中A点的坐标,即为第一标识物中心的第一理论坐标。
[0103]对于第二图像中第一标识物中心A点的坐标,可以根据第二图像中B点的坐标计算 得到。具体的,假设发射端的图像采集器的水平视场角为a,则第二图像中一个像素对应的 弧度为a/N。假设发射端与接收端之间的实际距离为D,并且第一标识物中心在图像采集器 中心的左下方,而接收端上的第一标识物中心与图像采集器中心,在水平方向上的实际距 离为A X,在垂直方向上的实际距离为A Y,则第二图像上第一标识物中心与图像采集器中 心,在水平方向上相差A X+D+(a/N)个像素,在垂直方向上相差A Y + D+(a/N)个像素。这 样,就可以计算得到第一标识物中心A点的第一理论坐标为(N/2-AX + D+ (a/N),M/2+A Y +D+ (a/N))。
[0104]在得到第一图像中A点的实际坐标(XQ,YQ),以及第二图像中第一标识物中心A的第 一理论坐标(N/2_AX + D+ (a/N),M/2+AY + D+ (a/N))后,可以计算得到该实际坐标与第 一理论坐标之间的第一坐标值差(N/2-AX + D+ (a/N)-Xo,M/2+AY + D+ (a/N)-Y。)。
[0105]需要说明的是,上述举例仅用于解释说明本实施例中获取第一坐标值差的一种示 例性过程,并不用于限定本实施例。事实上,获取第一坐标值差的实施方式存在多种,比如, B点也可以是接收端上的其它点,并不局限于图像采集器的中心等。
[0106] S204:发射端根据第一坐标值差,移动发射端,直至发射端再次对接收端进行拍照 所得到的第二图像中,第一标识物中心的实际坐标位于第一理论坐标。
[0107] 作为一种示例性的实施方式,发射端可以根据计算得到的第一坐标值差,计算发 射端的第一步进电机的第一转动向量,该第一转动向量包括第一步进电机转动的步数以及 转动的方向。在确定第一转动向量后,发射端可以根据该第一转动向量,转动第一步进电机 以实现发射端的移动,直至发射端的图像采集器再次对接收端进行拍照时,所得到的第二 图像中,第一标识物中心的实际坐标位于第一理论坐标,进而完成了对发射端的校准。
[0108] S205:接收端对大气透射仪的发射端进行拍照,得到第三图像。
[0109] 本实施例中,大气透射仪的接收端不仅可以接收发射端发射的信号光,还可以对 发射端进行拍照,具体可以是接收端上的图像采集器对发射端进行拍照,得到包含发射端 图像的第三图像。在一种非限定性的示例中,接收端上的图像采集器可以为工业相机,利用 该工业相机对发射端进行拍照,从而可以得到第三图像。
[0110] S206:接收端确定第三图像中第二标识物中心的实际坐标。
[0111]通常情况下,发射端上可以设置有第二标识物,则对发射端进行拍照所得到的第 三图像中,包括有第二标识物的图像。
[0112] 在一些可能的实施方式中,可以对该第三图像进行图像处理,识别出该第二标识 物,并通过拟合计算确定出第二标识物的中心,进而可以通过在第三图像上建立坐标系,确 定出该第一标识物中心在第三图像上的实际坐标。
[0113] S207:接收端计算第三图像中第二标识物中心的实际坐标与第二标识物中心的第 二理论坐标的第二坐标值差。
[0114]其中,第二标识物中心的第二理论坐标,是指对接收端进行校准后,接收端再次对 发射端进行拍照所得到的第二图像中,第二标识物中心所位于的坐标。该第二理论坐标,可 以按照预设规则进行设定。
[0115]对于获取第二理论坐标的具体实施方式,与获取第一理论坐标的实施方式类似, 可参照获取第一理论坐标的实施方式的相关描述进行理解,在此不再赘述。
[0116] S2〇8:接收端根据第二坐标值差,移动接收端,直至接收端再次对发射端进行拍照 所得到的第四图像中,第二标识物中心的实际坐标位于第二理论坐标。
[0117]作为一种示例性的实施方式,接收端可以根据计算得到的第二坐标值差,计算接 收端的第二步进电机的第二转动向量,该第二转动向量包括第二步进电机转动的步数以及 转动的方向。则在确定第二转动向量后,接收端可以根据该第二转动向量,转动第二步进电 机以实现接收端的移动,直至接收端的图像采集器再次对发射端进行拍照时,所得到的第 四图像中,第二标识物中心的实际坐标位于第二理论坐标,进而完成了对接收端的校准。 [0118]值的注意的是,本实施例中,对发射端的校准以及对接收端的校准,在执行顺序上 没有限定,即可以先对发射端进行校准,后对接收端进行校准,也可以是先对接收端进行校 准,再对发射端进行校准。
[0119]需要说明的是,在完成对发射端的校准后,如果再对接收端进行校准,则发射端对 接收端进行拍照所得到的图像中,第一标识物中心的实际坐标可能会稍微偏离第一理论坐 标。但是实际应用中,由于发射端与接收端之间的距离与接收端移动的距离至少相差两个 量级,即发射端与接收端之间的距离远大于接收端移动的距离,此时,第一标识物中心的实 际坐标与第一理论坐标的偏离量可以忽略不计,发射端与接收端之间实现对准。
[0120] 进一步的,为保证发射端在对接收端进行拍照时,所得到的第一图像中包含第一 标识物的图像,以及接收端在对发射端进行拍照时,所得到的第三图像中包含第二标识物 的图像,本实施例中,在对发射端以及接收端进行校准之前,还可以先对发射端以及接收端 进行人工的粗略校准,即调整发射端的位置,使得接收端上的第一标识物,落入发射端的图 像采集器的视场内;调整接收端的位置,使得发射端上的第二标识物,落入接收端的图像采 集器的视场内。
[0121] 本实施例中,通过对发射端以及接收端进行拍照,得到包含标识物的图像,并计算 得到图像中标识物中心的实际坐标以及该标识物的理论坐标之间的坐标值差,从而根据坐 标值差,分别移动相应的发射端以及接收端,实现对发射端以及接收端的校准。由于移动后 的发射端对接收端进行拍照时,接收端上的标识物中心的实际坐标己经位于第一理论坐 标,并且移动后的接收端对发射端进行拍照时,发射端上的标识物中心的实际坐标也己经 位于第二理论坐标,表明移动后的发射端以及接收端己经位于同一条直线上,即实现了对 发射端以及接收端的校准。可见,相对于人工校准大气透射仪而言,借助图像定位的方法校 准大气透射仪,不需要人工不断地对发射端以及接收端的位置进行调整,而可以直接将发 射端以及接收端的位置移动到对准后的位置,不仅减少了校准大气透射仪的耗时时长,而 且借助图像来对发射端以及接收端进行定位,能够使得校准大气透射仪的精度更高。
[0122] 进一步的,在对发射端以及接收端进行校准后,如果收到外界的千扰,可能会导致 发射端以及接收端发生较大偏离,为保证能够及时对发射端以及接收端进行校准,本申请 实施例中发射端还可以对接收端进行监控,和/或接收端对发射端进行监控。
[0123]具体的,如果发射端对接收端进行监控,则发射端可以对接收端进行拍照,得到第 五图像,并确定第五图像中第一标识物中心的实际坐标,计算该实际坐标与第一理论坐标 的第三坐标值差。理论上如果发射端以及接收端没有发生偏离时,计算得到的第三坐标值 差的值应该为〇,但是实际应用中,由于计算误差等原因,难免使得第三坐标值差稍大于0, 因此,可以在判断发射端以及接收端是否发生偏离时,判断第三坐标值差是否超出预设范 围,该预设范围表征为发射端以及接收端没有发生偏离时,所允许的最大误差。如果该第三 坐标值差没有超出预设范围,则表明发射端与接收端没有发生偏离,不用对发射端以及接 收端再次进行校准,但是如果该第三坐标值差超出预设范围,则表明发射端与接收端己经 发生了偏离,则可以根据该第三坐标值差,移动发射端,使得发射端再次对接收端进行拍照 时,所得到的图像中第一标识物中心位于第一理论坐标。
[0124]类似的,如果接收端对发射端进行监控,则接收端可以对发射端进行拍照,得到第 六图像,并确定第六图像中第二标识物中心的实际坐标,计算该实际坐标与第二理论坐标 的第四坐标值差,然后可以判断该第四坐标值差是否超出预设范围,如果该第四坐标值差 没有超出预设范围,则表明发射端与接收端没有发生偏离,不用对发射端以及接收端再次 ,行校准,但是如果该第四坐标值差超出预设范围,则表明发射端与接收端已经发生了偏 离,则可以根据该第四坐标值差,移动接收端,使得接收端再次对发射端进行拍照时,所得 到的图像中第二标识物中心位于第二理论坐标。
[0125]实际应用中,为了提高探测的动态范围,还可以在光探测器中增加一个光阑来减 少环境光的干扰。在一种示例中,所增加的光阑的孔径为1 • 5mm。当接收端接收到的信号光 经过凸透镜汇聚在焦点处而形成的光斑,穿过光阑的中心位置时,才能保证光斑最大限度 的被光探测器接收到,从而得到最大的能量利用率。这样,即使大气透射仪的发射端和/或 接收端,受到外界干扰(比如受到较大风力干扰、地基不稳等)而导致发射端以及接收端发 生偏离,没有完全对准,光斑虽然可能没有穿过光阑的中心位置,但是依然穿过光阑,从而 最大程度的保证了,在大气透射仪受到干扰的情况下,光斑依然能够被光探测器完全接收 端到。因此,在借助图像来对发射端以及接收端进行定位后,还可以进一步移动发射端以及 接收端,以确定接收端内的光阑的中心位置,使得接收端所接收到的信号光经过凸透镜汇 聚在焦点处而形成的光斑,穿过光阑的中心位置。
[0126] 在一种可能的实施方式中,在借助图像来对发射端以及接收端进行定位后,接收 端所接收到的信号光会经过凸透镜汇聚在焦点处而形成光斑,然后接收端可以进行移动, 并检测穿过光阑的光斑的光强,根据所检测到的光斑的光强值,可以确定光阑的第一中心, 从而可以将接收端移动至相应位置,使得接收端接收到的信号光所形成的光斑能够穿过光 阑的中心位置。
[0127] 作为一种示例性的具体实施方式,在借助图像来对发射端以及接收端进行定位 后,接收端可以在水平方向上进行移动,并对接收到的信号光进行扫描,具体为对接收到的 信号光所形成的光斑进行扫描,获得光强值大于预设第一阈值的第一采样点的采样坐标, 当第一采样点的个数大于预设第一阈值时,表明位于第一采样点处的光斑在水平方向上距 离光阑的中心较近,接收端可以获取水平方向上位于中间位置的第一采样点的横坐标,将 该横坐标作为光阑的第一中心在水平方向上的横坐标。
[0128] 其中,预设第一阈值,与接收端在水平方向上对信号光进行扫描时所得到的最大 光强值有关,可以预先设定最大光强值的一定百分比的光强值,作为预设第一阈值,在一个 示例中,可以将最大光强值的99%的光强值,作为预设第一阈值。第一采样点,为水平方向 上对信号光进行扫描时,光强值大于预设第一阈值的光斑所位于的位置,通常情况下,第一 采样点的个数不止一个。预设第一数值,可以预先由技术人员根据实际应用的需求进行设 定,在一种示例中,预设第一数值可以为6、7、8等数值。
[0129]可以理解,由于信号光所形成的光斑的光强的大小可能存在波动,在水平方向对 信号光进行扫描时,所得到的扫描结果中的最大光强值,并不一定是穿过光阑中心的光斑 的光强值。因此,在确定光阑的第一中心的横坐标时,可以利用第一采样点在水平方向上的 位置分布,将第一采样点中位于中间位置的点的横坐标,作为光阑的第一中心的横坐标。 [0130]类似的,在确定光阑的第一中心在垂直方向上的纵坐标时,接收端可以在垂直方 向上进行移动,并对接收到的信号光进行扫描,获得光强值大于预设第二阈值的第二采样 点的采样坐标,当第二采样点的个数大于预设第二阈值时,表明位于第二采样点处的光斑 在垂直方向上距离光阑的中心较近,接收端可以获取垂直方向上位于中间位置的第二采样 点的纵坐标,将该纵坐标作为光阑的第一中心在垂直方向上的纵坐标。
[0131]与预设第一阈值类似,预设第二阈值,与接收端在垂直方向上对信号光进行扫描 时所得到的最大光强值有关,可以预先设定最大光强值的一定百分比的光强值,作为预设 第二阈值,在一个示例中,可以将扫描得到的最大光强值的99%的光强值,作为预设第二阈 值。第二采样点,为垂直方向上对信号光进行扫描时,光强值大于预设第二阈值的光斑所位 于的位置。预设第二数值,可以预先由技术人员根据实际应用的需求进行设定,在一种示例 中,预设第二数值可以为6、7、8等数值。
[0132] 上述示例性实施方式中,是通过移动接收端来确定光阑的第一中心,而在一些应 用场景中,为保证发射端以及接收端同轴,还可以通过移动发射端进一步更精确的确定光 阑的中心。具体的,在确定光阑的第一中心后,发射端可以进行移动,由接收端检测透过光 阑的光斑的光强,根据所检测到的光斑的光强值,可以将光阑的第一中心更新为第二中心, 进一步确定光阑的中心位置。
[0133] 作为一种示例性的具体实施方式,在确定光阑的第一中心后,发射端可以在水平 方向上进行移动,并对接收到的信号光进行扫描,具体为对接收到的信号光所形成的光斑 进行扫描,获得光强值大于预设第三阈值的第三采样点的采样坐标,当第三采样点的个数 大于预设第三阈值时,表明位于第二米样点处的光斑在水平方向上距离光阑的中心较近, 接收端可以获取水平方向上位于中间位置的第三采样点的横坐标,将该横坐标作为光阑的 第二中心在水平方向上的横坐标。
[0134]与预设第一阈值类似,预设第三阈值,与接收端在水平方向上对信号光进行扫描 时所得到的最大光强值有关,可以预先设定最大光强值的一定百分比的光强值,作为预设 第三阈值,在一个示例中,可以将扫描得到的最大光强值的99°乂的光强值,作为预设第三阈 值。第三采样点,为水平方向上对信号光进行扫描时,光强值大于预设第三阈值的光斑所位 于的位置。预设第三数值,可以预先由技术人员根据实际应用的需求进行设定,在一种示例 中,预设第三数值可以为6、7、8等数值。
[0135]类似的,在确定光阑的第二中心在垂直方向上的纵坐标时,接收端可以在垂直方 向上进行移动,并对接收到的信号光进行扫描,获得光强值大于预设第四阈值的第四采样 点的采样坐标,当第四采样点的个数大于预设第四阈值时,表明位于第四采样点处的光斑 在垂直方向上距离光阑的中心较近,接收端可以获取垂直方向上位于中间位置的第四采样 点的纵坐标,将该纵坐标作为光阑的第二中心在垂直方向上的纵坐标。
[0136]与预设第一阈值类似,预设第四阈值,与接收端在垂直方向上对信号光进行扫描 时所得到的最大光强值有关,可以预先设定最大光强值的一定百分比的光强值,作为预设 第四阈值,在一个示例中,可以将扫描得到的最大光强值的99%的光强值,作为预设第四阈 值。第四采样点,为垂直方向上对信号光进行扫描时,光强值大于预设第四阈值的光斑所位 于的位置。预设弟四数值,可以预先由技术人员根据实际应用的需求进彳丁设定,在一种示例 中,预设第四数值可以为6、7、8等数值。
[0137]通过移动发射端以及接收端,能够确定接收端的光阑的第二中心,使得接收端所 接收到的信号光经过凸透镜汇聚在焦点处而形成的光斑,穿过光阑的中心位置。这样,不仅 可以进一步提高了校准大气透射仪的精度,还可以增加大气透射仪的抗千扰能力。
[0138]为了更详细的说明上述确定光阑的第一中心的实施方式,下面将结合附图对确定 光阑的第一中心的横坐标进行举例说明。请一并参阅图5,图5示出了本申请实施例中确定 光阑的第一中心的横坐标的流程示意图,该流程具体可以包括:
[0139] Sf501:判断当前接收端接收到的信号光的光强值是否等于〇,如果是,则执行步骤 S502,如果否,则执行步骤S503。
[0M0]正常情况下,如果信号光经过凸透镜汇聚在焦点处而形成的光斑,穿过光阑,则接 收端会检测到接收到的信号光的光强值不为0;但是,如果接收端检测到信号光的光强值为 0,表明信号光经过凸透镜汇聚在焦点处而形成的光斑,没有穿过光阑。
[0141] S502:水平电机大步逆时针转动,直至接收端转动至右限位,并执行步骤S506。
[0142]本实施例中,水平电机逆时针转动时,接收端向右移动,类似的,当水平电机逆时 针转动至右限位时,接收端向右移动至最大位置处,无法再继续通过转动水平电机将接收 端向右移动;而水平电机顺时针转动时,接收端向左移动,当水平电机顺时针转动至左限位 时,则接收端向左移动到最大位置处,无法再继续通过转动水平电机将接收端向左移动。 [0143]需要说明的是,水平电机可以大步转动,也可以小步转动。本实施例中,水平电机 转动1大步,相当于水平电机转动10小步,具体的,水平电机转动1大步时,接收端移动的距 离,相当于水平电机转动10小步时,接收端移动的距离。
[0144] S503:水平电机大步顺时针转动,直至接收端检测到光强值为0。
[0145] S504:水平电机大步逆时针转动,直到接收端检测到光强值为〇,水平电机大步转 动过程中,记录水平电机每转动1大步时,接收端检测到的光强值,从中确定出最大光强值 Max〇
[0146] S505:判断记录的光强值中,是否至少存在6个光强值大于(Max*0.99),如果是,贝丨J 执行步骤S512,如果否,则执行步骤S506。
[0147] S506:垂直电机大步逆时针转动5大步,水平电机再大步顺时针转动至左限位,记 录水平电机转动每一大步时接收端检测到的光强值,从中确定出最大光强值Max。
[0148]正常情况下,如果信号光经过凸透镜汇聚在焦点处而形成的光斑,穿过光阑,则水 平电机从右限位转动到左限位或者从左限位转动到右限位时,至少会存在6个光强值大于 (Max*0.99),如果步骤S504中记录的光强值大于(Max*0_99)的数量不大于6个,则表明光斑 偏离光阑中心较远,在此基础上得到的中心坐标误差较大,则可以通过转动垂直电机,改变 接收端在垂直方向上的位置,继续确定光阑的第一中心的横坐标。
[0149] S5〇7:判断记录的光强值中,是否至少存在6个光强值大于(Max*0 • 99),如果是,则 执行步骤S508,如果否,则执行步骤S509。 、
[0150] S508:根据记录的光强值,水平电机大步逆时针转动直至接收端检测到光强值大 于(Max*0 • 5),然后水平电机小步逆时针转动,直至接收端检测到光强值小于(Max*〇• 5),接 着,水平电机再逆时针大步转动,直至接收端检测到光强值为0,在水平电机小步逆时•针转 动期间,记录水平电机每转动一小步时,接收端检测到的光强值以及对应的水平电|几的位 置,并执行步骤S513。
[0151]值的注意的是,如果至少存在6个光强值大于(Max*0_ 99),则可以认为在当前垂直 方向上可以确定出光阑的第一中心的横坐标,因此,通过小步逆时针转动水平电机,可以更 精确的确定光强值大于(Max*0.99)时水平电机所在的位置,进而能够确定出光阑的第一中 心的横坐标。
[0152] S509:垂直电机大步顺时针转动10大步,水平电机再大步逆时针转动到右限位,记 录每转动1大步时接收端检测到的光强值,并从中确定出最大光强值Max。 ’
[0153]将垂直电机大步顺时针转动1〇大步,是为了进一步改变接收端在垂直方向上的位 置,以继续确定光阑的第一中心的横坐标。
[0154] SHO:判断记录的光强值中,是否至少存在6个光强值大于(Max*〇.99),如果是,则 执行步骤S512,如果否,则执行步骤S511。 ’ ’ '
[0155] S511:确定光阑的第一中心的横坐标失败,结束流程。
[0156]如果依然不存在,则可能是发射端或者接收端出现故障,或者利用图像定位发射 端以及接收端异常等,比如,发射端没有发射出信号光,接收端的光探测器发生故障等原 因,都可能会导致确定光阑的第一中心的横坐标失败。则此时可以检查发射端以及接收端, 并重新利用图像对发射端以及接收端进行定位。
[0157] S512:根据记录的光强值,水平电机大步顺时针转动直至接收端检测到光强值大 于(Max*0.5),然后水平电机小步顺时针转动,直至接收端检测到光强值小于(Max*0.5),接 着,水平电机再顺时针大步转动,直至接收端检测到光强值为〇,在水平电机小步顺时针转 动期间,记录水平电机每转动一小步时,接收端检测到的光强值以及对应的水平电机的位 置。
[0158] S513:根据水平电机小步转动时接收端所记录的光强值,确定光强值大于(jy[ax* 0.99)对应的水平电机的位置的最大值以及最小值,将该水平电机位置的最大值与最小值 的平均值,换算成光阑的第一中心的横坐标。
[0159]需要说明的是,上述确定光阑的第一中心的横坐标的流程仅作为示例性说明,并 不用于限定本发明。
[0160]对于确定光阑的第一中心的纵坐标的具体实施方式,与确定光阑的第一中心的横 坐标的实施方式类似,可参照上述流程进行理解,在此不再赘述。
[0161]值的注意的是,在对接收端进行十字扫描后,如果接收端与发射端不同轴,则仍然 可能会导致接收端无法全部接收到发射端发射的信号光,因此,还可以进一步对发射端进 行十字扫描。其中,对发射端进行十字扫描时,依然是接收端检测穿过光阑的光斑的光强 值,确定光阑的第二中心的坐标,而所需移动的是发射端。下面,结合附图对发射端进行十 字扫描确定光阑的第二中心的横坐标进行说明。
[0162]请一并参阅图6,图6示出了本申请实施例中对发射端进行十字扫描时确定光阑的 第二中心的横坐标的流程示意图,该流程包括:
[0163] S601:水平电机大步顺时针转动到左限位,然后再大步逆时针转动至右限位,记录 水平电机每转动1大步时,接收端所检测到的光强值,从中确定出最大光强值Max。
[0164]本实施例中,水平电机顺时针转动时,发射端向左移动,当水平电机顺时针转动至 左限位时,则发射端向左移动到最大位置处,无法再继续通过转动水平电机将发射端向左 移动;而水平电机逆时针转动时,发射端向右移动,类似的,当水平电机逆时针转动至右限 位时,发射端向右移动至最大位置处,无法再继续通过转动水平电机将发射端向右移动。 [0165]需要说明的是,水平电机可以大步转动,也可以小步转动。本实施例中,水平电机 f动1大步,相当于水平电机转动10小步,具体的,水平电机转动丨大步时,发射端移动的距 离,相当于水平电机转动10小步时,发射端移动的距离。
[0166]可以理解的是,对接收端进行十字扫描后所确定的光阑的第一中心与光阑的实际 中心位置接近,接收端所接收到的信号光所形成的光斑基本上都会穿过光阑,而接收端所 检测到信号光的光强值通常会大于0。因此,在对发射端进行十字扫描时,水平电机从左限 位大步转动到右限位,通常会至少存在6个光强值大于(Max*0.99)。
[0167] se〇2:根据之前接收端记录的光强值,水平电机大步顺时针转动,直至接收端检测 光强值大于(Max*0.98)。
[0168] se〇3:水平电机小步顺时针转动,直至接收端检测到的光强值大于(Max*〇.995), 并记录水平电机每转动一小步时,接收端检测到的光强值,以及水平电机的位置。
[0169] S6〇4:水平电机大步顺时针转动,直至接收端检测到的光强值小于(Max*0.995)。
[0170] S605:水平电机小步顺时针转动,直至接收端检测到的光强值小于(Max*〇.98),并 记录水平电机每转动一小步时,接收端检测到的光强值,以及水平电机的位置。
[0171] S606:根据之前记录的光强值以及对应的水平电机的位置,确定光强值大于(Max* 0.99)的水平电机的位置的最大值以及最小值,将该水平电机位置的最大值与最小值的平 均值,换算成光阑的第二中心的横坐标。
[0172]需要说明的是,由于发射端发射的信号光始终会进入接收端,接收端检测到的光 强值的变化小,而在确定光阑的第二中心的横坐标时,又是根据光强值大于(Max*0.99)的 水平电机的位置确定,如果接收端检测到的光强值大于(Max*0.995)时,水平电机依然小步 转动,则会浪费较长的时间。因此,当接收端开始检测到光强值大于(Max*〇 • 995),可以大步 顺时针转动,只在光强值处于(Max*0 • 98)与(Max*0 • 995)之间进行小步转动,这样可以很大 程度上节省对发射端进行十字扫描的时间。
[0173]对于确定光阑的第二中心的纵坐标的具体实施方式,与确定光阑的第一中心的横 坐标的实施方式类似,可参照图6所示流程进行理解,在此不再赘述。
[0174]此外,本申请实施例还提供了一种大气透射伩,如图7所示,该大气透射仪包括发 射端7〇1和接收端7〇2,接收端7〇2包括光探测器7〇21、第一标识物7022、第二步进电机7023、 第二图像采集器7024以及第二图像处理器7025,发射端701包括信号光发射器7011、第二标 识物7012、第一步进电机7013、第一图像采集器7014以及第一图像处理器7015;
[0175] 信号光发射器7011,用于向接收端702发射信号光;
[0176] 第一图像采集器7014,用于对大气透射仪的接收端702进行拍照,得到第一图像;
[0177] 第一图像处理器7〇15,用于确定第一图像中第一标识物7022中心的实际坐标,并 计算该实际坐标与第一标识物7 〇 21中心的第一理论坐标的第一坐标值差;
[0178] 第一步进电机7〇13,用于根据第一坐标值差,移动发射端701,直至第一图像采集 器7014再次对接收端7〇2进行拍照所得到的第二图像中,第一标识物7022中心的实际坐标 位于第一理论坐标;
[0179] 光探测器7021,用于接收信号光发射器7011发射的信号光;
[0180] 第二图像采集器7024,用于对大气透射仪的发射端进行拍照,得到第三图像;
[0181] 第二图像处理器7025,用于确定第三图像中第二标识物7〇12中心的实际坐标,并 计算第三图像中第二标识物7012中心的实际坐标,与第二理论坐标的第二坐标值差;
[0182] 第二步进电机7023,用于根据第二坐标值差,移动接收端7〇2,直至第二图像采集 器7024再次对发射端701进行拍照所得到的第四图像中,第二标识物7〇12中心的实际坐标 位于第二理论坐标。
[0183] 在一些可能的实施方式中,第一步进电机7013具体用于,根据第一坐标值差,计算 第一步进电机7013的第一转动向量,第一转动向量包括第一步进电机7〇13转动的步数以及 方向;根据第一转动向量,转动第一步进电机7013以移动发射端701;
[0184] 第二步进电机7023具体用于,根据第二坐标值差,计算第二步进电机7023的第二 转动向量,第二转动向量包括第二步进电机7〇23转动的步数以及方向;根据第二转动向量, 转动第二步进电机7023以移动接收端702。
[0185] 在一些可能的买施方式中,第二步进电机7023还用于,移动接收端7〇2;
[0186] 光探测器7021还用于,根据接收端702接收到的信号光的光强,确定光阑的第一中 心。
[0187] 在一些可能的实施方式中,第二步进电机7023具体还用于,在水平方向上移动接 收端702,以及在垂直方向上移动接收端702;
[0188] 光探测器7〇21具体还用于,对接收端7〇2接收到的信号光在水平方向上进行扫描, 获得光强值大于预设第一阈值的第一采样点的采样坐标;
[0189] 当光强值大于预设第一阈值的第一采样点的个数大于预设第一数值时,获取水平 方向上位于中间位置的第一采样点的横坐标,作为光阑的第一中心在水平方向上的横坐 标;
[0190] 对接收端702接收到的信号光在垂直方向上进行扫描,获得光强值大于预设第二 阈值的第二采样点的采样坐标;
[0191] 当光强值大于预设第二阈值的第二采样点的个数大于预设第二数值时,获取垂直 方向上位于中间位置的第二采样点的纵坐标,作为光阑的第一中心在垂直方向上的纵坐 标。
[0192] 在一些可能的实施方式中,第一步进电机7013还用于,移动发射端701;
[0193] 光探测器7〇21还用于,根据接收端702接收到的信号光的光强,将光阑的第一中心 更新为第二中心。
[0194] 在一些可能的实施方式中,第一步进电机7013具体还用于,在水平方向上移动发 射端701,以及在垂直方向上移动发射端701;
[0195] 光探测器7023具体还用于,对信号光在水平方向上进行扫描,获得光强值大于预 设第三阈值的第三采样点的采样坐标;
[0196] 当光强值大于预设第三阈值的第三采样点的个数大于预设第三数值时,获取水平 方向上位于中间位置的第三采样点的横坐标,作为光阑的第二中心在水平方向上的横坐 标;
[0197] 对信号光在垂直方向上进行扫描,获得光强值大于预设第四阈值的第四采样点的 采样坐标;
[0198] 当光强值大于预设第四阈值的第四采样点的个数大于预设第四数值时,获取垂直 方向上位于中间位置的第四采样点的纵坐标,作为光阑的第二中心在垂直方向上的纵坐 标。
[0199] 在一些可能的实施方式中,第一图像采集器7014,还用于对接收端7〇2进行拍照, 得到第五图像;
[0200] 第一图像处理器7015,还用于确定第五图像中第一标识物7〇22中心的实际坐标, 并计算第五图像中第一标识物7〇22中心的实际坐标与第一理论像素坐标的第三坐标值差;
[0201] 第一步进电机7013,还用于判断第三坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据 第三坐标值差,移动发射端7〇1;
[0202] 和/或,
[0203] 第二图像采集器7〇24,还用于对发射端701进行拍照,得到第六图像;
[0204] 第二图像处理器7025,还用于确定第六图像中第二标识物7012中心的实际坐标, 并计算第六图像中第二标识物7012中心的实际坐标与第二理论坐标的第四坐标值差;
[0205] 第二步进电机7023,还用于判断第四坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据 第三坐标值差,移动接收端7〇2。
[0206] 本实施例中,通过对发射端701以及接收端702进行拍照,得到包含标识物的图像, 并计算得到图像中标识物中心的实际坐标以及该标识物的理论坐标之间的坐标值差,从而 根据坐标值差,分别移动相应的发射端701以及接收端702,实现对发射端701以及接收端 702的校准。由于移动后的发射端701对接收端7〇2进行拍照时,接收端702上的第一标识物 7022中心的实际坐标己经位于第一理论坐标,并且移动后的接收端702对发射端701进行拍 照时,发射端701上的第二标识物7012中心的实际坐标也已经位于第二理论坐标,表明移动 后的发射端701以及接收端702已经位于同一条直线上,即实现了对发射端701以及接收端 702的校准。可见,相对于人工校准大气透射仪而言,借助图像定位的方法校准大气透射仪, 不需要人工不断地对发射端7〇1以及接收端7〇2的位置进行调整,而可以直接将发射端701 以及接收端702的位置移动到对准后的位置,不仅减少了校准大气透射伩的耗时时长,而且 借助图像来对发射端701以及接收端702进行定位,能够使得校准大气透射仪的精度更高。
[0207] 需要说明的是,本说明书中各个实施例采用递进的方式描述,每个实施例重点说 明的都是与其他实施例的不同之处,各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实 施例公开的系统或装置而言,由于其与实施例公开的方法相对应,所以描述的比较简单,相 关之处参见方法部分说明即可。
[0208]还需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个 实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间 存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵 盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要 素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备 所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在 包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
[0209]结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执 行的软件模块,或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存 储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术 领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
[0210]对所公开的实施例的上述说明,使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。 对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的,本文中所定义的 一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下,在其它实施例中实现。因此,本申请 将不会被限制于本文所示的这些实施例,而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一 致的最宽的范围。

Claims (14)

1. 一种校准大气透射仪的方法,其特征在于,所述大气透射仪包括发射端和接收端,所 述方法包括: 发射端对所述大气透射仪的接收端进行拍照,得到第一图像; 所述发射端确定所述第一图像中第一标识物中心的实际坐标; 所述发射端计算所述实际坐标与所述第一标识物中心的第一理论坐标的第一坐标值 差; 所述发射端根据所述第一坐标值差,移动所述发射端,直至所述发射端再次对所述接 收端进行拍照所得到的第二图像中,所述第一标识物中心的实际坐标位于所述第一理论坐 标; 所述接收端对所述发射端进行拍照,得到第三图像; 所述接收端确定所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标; 所述接收端计算所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标与所述标识物中心的第 二理论坐标的第二坐标值差; 所述接收端根据所述第二坐标值差,移动所述接收端,直至所述接收端再次对所述发 射端进行拍照所得到的第四图像中,所述第二标识物中心的实际坐标位于所述第二理论坐 标。
2. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于, 所述发射端根据所述第一坐标值差,移动所述发射端,包括: 所述发射端根据所述第一坐标值差,计算第一步进电机的第一转动向量,所述第一转 动向量包括所述第一步进电机转动的步数以及方向; 所述发射端根据所述第一转动向量,转动所述第一步进电机以移动所述发射端; 所述接收端根据所述第二坐标值差,移动所述接收端,包括: 所述接收端根据所述第二坐标值差,计算第二步进电机的第二转动向量,所述第二转 动向量包括所述第二步进电机转动的步数以及方向; 所述接收端根据所述第二转动向量,转动所述第二步进电机以移动所述接收端。
3. 根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 所述接收端移动所述接收端,根据所述接收端接收到的信号光的光强,确定所述接收 端的光阑的第一中心。
4. 根据权利要求3所述的方法,其特征在于,所述接收端移动所述接收端,根据所述接 收端接收到的信号光的光强,确定所述接收端的光阑的第一中心,包括: 所述接收端在水平方向上进行移动,并对所述信号光进行扫描,获得光强值大于预设 第一阈值的第一米样点的米样坐标; 当光强值大于预设第一阈值的第一采样点的个数大于预设第一数值时,所述接收端获 取水平方向上位于中间位置的第一采样点的横坐标,作为所述光阑的第一中心在水平方向 上的横坐标; 所述接收端在垂直方向上进行移动,并对所述信号光进行扫描,获得光强值大于预设 第二阈值的第二米样点的米样坐标; 当光强值大于预设第二阈值的第二采样点的个数大于预设第二数值时,所述接收端获 取垂直方向上位于中间位置的第二采样点的纵坐标,作为所述光阑的第一中心在垂直方向 上的纵坐标。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 所述发射端移动所述发射端,根据所述接收端接收到的信号光的光强,将所述光阑的 第一中心更新为第二中心。
6.根据权利要求5所述的方法,其特征在于,所述发射端移动所述发射端,根据所述接 收端接收到的信号光的光强,将所述光阑的第一中心更新为第二中心,包括: 所述发射端在水平方向上进行移动,并由所述接收端对所述信号光进行扫描,获得光 强值大于预设第三阈值的第三采样点的采样坐标; 当光强值大于预设第三阈值的第三采样点的个数大于预设第三数值时,所述发射端获 取水平方向上位于中间位置的第三采样点的横坐标,作为所述光阑的第二中心在水平方向 上的横坐标; 所述发射端在垂直方向上进行移动,并由所述接收端对所述信号光进行扫描,获得光 强值大于预设第四阈值的第四采样点的采样坐标; 当光强值大于预设第四阈值的第四采样点的个数大于预设第四数值时,所述接收端获 取垂直方向上位于中间位置的第四采样点的纵坐标,作为所述光阑的第二中心在垂直方向 上的纵坐标。
7.根据权利要求1至6任意一项所述的方法,其特征在于,所述方法还包括: 所述发射端对所述接收端进行拍照,得到第五图像; 所述发射端确定所述第五图像中第一标识物中心的实际坐标,并计算所述第五图像中 第一标识物中心的实际坐标与所述第一理论坐标的第三坐标值差; 所述发射端判断所述第三坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据所述第三坐标 值差,移动所述发射端; 和/或, 所述接收端对所述发射端进行拍照,得到第六图像; 所述接收端确定所述第六图像中第二标识物中心的实际坐标,并计算所述第六图像中 第二标识物中心的实际坐标与所述第二理论坐标的第四坐标值差; 所述接收端判断所述第四坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据所述第三坐标 值差,移动所述接收端。
8.—种大气透射仪,包括发射端和接收端,所述接收端包括光探测器、第一标识物、第 二步进电机、第二图像采集器以及第二图像处理器,所述发射端包括信号光发射器、第二标 识物、第一步进电机、第一图像采集器以及第一图像处理器; 所述信号光发射器,用于向接收端发射信号光; 所述第一图像采集器,用于对所述大气透射仪的接收端进行拍照,得到第一图像; 所述第一图像处理器,用于确定所述第一图像中第一标识物中心的实际坐标,并计算 所述实际坐标与所述第一标识物中心的第一理论坐标的第一坐标值差; 所述第一步进电机,用于根据所述第一坐标值差,移动所述发射端,直至所述第一图像 采集器再次对所述接收端进行拍照所得到的第二图像中,所述第一标识物中心的实际坐标 位于所述第一理论坐标; 所述光探测器,用于接收所述信号光发射器发射的信号光; 所述第二图像采集器,用于对所述大气透射仪的发射端进行拍照,得到第三图像; 所述第二图像处理器,用于确定所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标,并计算 所述第三图像中第二标识物中心的实际坐标,与所述第二理论坐标的第二坐标值差; 所述第二步进电机,用于根据所述第二坐标值差,移动所述接收端,直至所述第二图像 采集器再次对所述发射端进行拍照所得到的第四图像中,所述第二标识物中心的实际坐标 位于所述第二理论坐标。
9. 根据权利要求8所述的装置,其特征在于, 所述第一步进电机具体用于,根据所述第一坐标值差,计算所述第一步进电机的第一 转动向量,所述第一转动向量包括所述第一步进电机转动的步数以及方向;根据所述第一 转动向量,转动所述第一步进电机以移动所述发射端; 所述第二步进电机具体用于,根据所述第二坐标值差,计算所述第二步进电机的第二 转动向量,所述第二转动向量包括所述第二步进电机转动的步数以及方向;根据所述第二 转动向量,转动所述第二步进电机以移动所述接收端。
10. 根据权利要求9所述的装置,其特征在于, 所述第二步进电机还用于,移动所述接收端; 所述光探测器还用于,根据所述接收端接收到的信号光的光强,确定光阑的第一中心。
11. 根据权利要求10所述的装置,其特征在于, 所述第二步进电机具体还用于,在水平方向上移动所述接收端,以及在垂直方向上移 动所述接收端; 所述光探测器具体还用于,对所述信号光在水平方向上进行扫描,获得光强值大于预 设第一阈值的第一采样点的采样坐标; 当光强值大于预设第一阈值的第一采样点的个数大于预设第一数值时,获取水平方向 上位于中间位置的第一采样点的横坐标,作为所述光阑的第一中心在水平方向上的横坐 标; 对所述信号光在垂直方向上进行扫描,获得光强值大于预设第二阈值的第二采样点的 采样坐标; 当光强值大于预设第二阈值的第二采样点的个数大于预设第二数值时,获取垂直方向 上位于中间位置的第二采样点的纵坐标,作为所述光阑的第一中心在垂直方向上的纵坐 标。
12. 根据权利要求11所述的装置,其特征在于, 所述第一步进电机还用于,移动所述发射端; 所述光探测器还用于,根据所述接收端接收到的信号光的光强,将所述光阑的第一中 心更新为第二中心。
13. 根据权利要求12所述的装置,其特征在于, 所述第一步进电机具体还用于,在水平方向上移动所述发射端,以及在垂直方向上移 动所述发射端; 所述光探测器具体还用于,对所述信号光在水平方向上进行扫描,获得光强值大于预 设第三阈值的第三采样点的采样坐标; 当光强值大于预设第三阈值的第三采样点的个数大于预设第三数值时,获取水平方向 上III t甲I日」位置的第二米样点的横坐标,作为所述光阑的第二中心在水平方向上的横坐 标; 对所述信号光在垂直方向上进行扫描,获得光强值大于预设第四阈值的第四采样占的 采样坐标; ^ 、当光强值大于预设第四阈值的第四采样点的个数大于预设第四数值时,获取垂直方向 上位于中间位置的第四采样点的纵坐标,作为所述光阑的第二中心在垂直方向上的纵坐 标。
14.根据权利要求8至13任意一项所述的装置,其特征在于, 所述第一图像采集器,还用于对所述接收端进行拍照,得到第五图像; 所述第一图像处理器,还用于确定所述第五图像中第一标识物中心的实际坐标,并计 算所述第五图像中第一标识物中心的实际坐标与所述第一理论像素坐标的第三坐标值差; 所述第一步进电机,还用于判断所述第三坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据 所述第三坐标值差,移动所述发射端; 和/或, 所述第二图像采集器,还用于对所述发射端进行拍照,得到第六图像; 所述第二图像处理器,还用于确定所述第六图像中第二标识物中心的实际坐标,并计 算所述第六图像中第二标识物中心的实际坐标与所述第二理论坐标的第四坐标值差; 所述第二步进电机,还用于判断所述第四坐标值差是否超出预设范围,如果是,则根据 所述第三坐标值差,移动所述接收端。
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