CN109406410A - 一种能见度仪校准装置及校准方法 - Google Patents
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Abstract
本发明基于激光制导相关原理，提供了一种能见度仪校准装置及校准方法，用于保障能见度仪测试的准确可靠性。技术方案是，包括由第一激光发射器、信号处理装置和视觉定位系统构成的能见度标准器；该视觉定位系统用于搜索、捕捉目标物，同时修正第一激光发射器发射的激光在传输过程中的偏离误差，从而保障激光能够以直线路径准确地照射到目标物，信号处理装置连接有能见度显示器；带有第二激光发射器的引导无人机，引导无人机装有第一导航仪；接收无人机，所述接收无人机的机头正中心装有变色透镜，所述变色透镜为凸透镜，还包括与变色透镜按照光路顺序布置的光电探测器，所述光电探测器连接有与信号处理装置进行通讯的信号通讯装置，所述接收无人机上装有第二导航仪。
Description
技术领域
本发明涉及能见度仪技术领域，具体涉及一种能见度仪校准装置及校准方法。本校准装置适用于各类能见度仪，具有精度高、稳定性好、成本低等优点。
背景技术
能见度反映了大气透明度和环境空气质量,是一个对气象、环保、交通安全、海洋海事等都有重要影响的气象要素。近年来 , 随着社会经济发展，能源消耗增加，我国灰霾天气呈现出爆发频率高、持续时间长、影响范围广等特点，导致了大气能见度急剧下降。能见度仪的诞生，极大地缓解了人们在气象观测、环境监测、交通运输、军事等方面存在的困难。能见度仪主要有透射能见度仪和散射能见度仪两类，由于光学测量系统在多个环节存在系统误差，如接收端光路对准问题，且在浮尘、雨雪等环境下使用一段时间后，会出现准确性、可靠性降低的情况。在能见度备受关注的今天，如何保证能见度仪测试的准确可靠性是亟待解决的问题。
发明内容
基于上述所述的问题，本发明基于激光制导相关原理，提供了一种能见度仪校准装置及校准方法，用于保障能见度仪测试的准确可靠性。
技术方案是，包括由第一激光发射器、信号处理装置和视觉定位系统构成的能见度标准器；该视觉定位系统用于搜索、捕捉目标物，同时修正第一激光发射器发射的激光在传输过程中的偏离误差，从而保障激光能够以直线路径准确地照射到目标物，信号处理装置连接有能见度显示器；
带有第二激光发射器的引导无人机，引导无人机装有第一导航仪；
接收无人机，所述接收无人机的机头正中心装有变色透镜，所述变色透镜为凸透镜，还包括与变色透镜按照光路顺序布置的光电探测器，所述光电探测器连接有与信号处理装置进行通讯的信号通讯装置，所述接收无人机上装有第二导航仪。
将被校能见度仪测得的能见度值与本校准装置测得的标准能见度值进行对比，若不符合误差要求，则调整被校能见度仪的内部参数，使被校能见度仪的能见度值在标准能见度示值的误差范围内。本发明的能见度校准装置在校准能见度仪方面具有校准精度高、稳定性好、成本低等优点。
附图说明
图1为本发明原理图。
图2为接收无人机的结构图。
图3为能见度标准器部分的结构图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
由图1至图3给出，本发明的技术方案是，包括由第一激光发射器1、信号处理装置2和视觉定位系统3构成的能见度标准器；该视觉定位系统3用于搜索、捕捉目标物，同时修正第一激光发射器1发射的激光在传输过程中的偏离误差，从而保障激光能够以直线路径准确地照射到目标物，信号处理装置2连接有能见度显示器4；
带有第二激光发射器5的引导无人机6，引导无人机6装有第一导航仪；
接收无人机7，所述接收无人机7的机头正中心装有变色透镜8，所述变色透镜为凸透镜，还包括与变色透镜8按照光路顺序布置的光电探测器9，所述光电探测器9连接有与信号处理装置2进行通讯的信号通讯装置10，所述接收无人机7上装有第二导航仪。
又一实施例，包括用于控制第一激光发射器1角度的角度调节装置。
又一实施例，还包括底座11，所述角度调节装置包括底座11上端转动连接的转盘12，所述转盘12经转动电机13驱动，所述转盘12上端固定有竖向的支撑杆14，所述第一激光发射器1转动连接在支撑杆14顶端，所述第一激光发射器1尾端铰接有电动推杆15，所述电动推杆15另一端铰接在底座11上端，所述电动推杆15和转动电机13均经视觉定位系统3控制。电动推杆15动作（动作就是通电工作）可以调节第一激光发射器1的射出的激光的上下角度，转动电机13动作可以带动第一激光发射器1在平面上进行转动。
又一实施例，所述视觉定位系统3和第一激光发射器1前后交错布置在底座11上。交错布置使得视觉定位系统3和第一激光发射器1之间互不遮挡。
又一实施例，所述底座11下端固定有三角支架16。
在校准能见度仪时，引导无人机6和接收无人机7的飞行以能见度标准器为起点，三者呈（30°~180°）的夹角，引导无人机6和接收无人机7飞行到距离能见度标准器一定距离的位置悬空停止，其中接收无人机7的飞行距离由第二导航仪根据要测的能见度来控制，接收无人机7、引导无人机6和能见度标准器处于同一水平面上，呈三角形分布。
具体使用方法：启动接收无人机7，利用第二导航仪控制接收无人机7与能见度标准器的距离，启动引导无人机6，利用第一导航仪控制引导无人机与能见度标准器、接收无人机在同一水平面上飞行，三者呈三角形分布，然后开启引导无人机7的第二激光发射器5，发射的激光照射到接收无人机7的变色透镜8上使透镜变黄，启动能见度标准器的视觉定位系统3，在视觉定位系统3搜索捕捉到黄色透镜后，能见度标准器控制第一激光发射器1瞄准该黄色透镜并发射激光，然后关闭引导无人机6的第二激光发射器5，能见度标准器的第一激光发射器1发射的激光使得黄色透镜变成绿色透镜，光电探测器9接收到绿色透镜的信号后传输到信号通讯装置10，然后由信号通讯装置10传输到能见度标准器的信号处理装置2（在信号处理装置上装有与接收无人机上的信号通讯装置进行通讯的无线收发装置），从而得到标准能见度。若得到的标准能见度与导航仪显示的距离有出入，则以导航仪显示距离为能见度基准值，调整信号处理装置参数，使得到的标准能见度与导航仪距离显示值一致，然后在相同环境和相同位置启动被校能见度仪，利用被校能见度仪测试与接收无人机之间的能见度，得到的能见度值与标准能见度进行对比，依据中华人民共和国气象行业标准《高速公路能见度监测及浓雾的预警预报》（QX/T 76-2007）中的有关规定（能见度值＜2000m时，允许误差为±10%；能见度值≥2000m时，允许误差为±20%；），若超出误差范围，则对被校能见度仪进行校准，校准后再重复上述操作，直到满足误差要求为止。
本发明中的导航仪可使用日常的导航仪，如车载导航仪、GPS，导航仪需带距离测定功能。
本发明的激光发射器通过发射不同波长的激光来使变色透镜变色，具体为先开启引导无人机上的第二激光发射器发射580nm的激光使变色透镜变黄，再启动能见度标准器上的视觉定位系统，等视觉定位系统捕捉到黄色透镜后，启动能见度标准器上的第一激光发射器，使其瞄准黄色透镜并发射550nm激光，然后关闭引导无人机的激光发射器，变色透镜经550nm的激光照射后变为绿色透镜，随后光电探测器自动启动，信号通讯装置开始向信号处理装置传输信号。
Claims (7)
1.一种能见度仪校准装置，其特征在于，包括由第一激光发射器（1）、信号处理装置（2）和视觉定位系统（3）构成的能见度标准器；该视觉定位系统（3）用于搜索、捕捉目标物，同时修正第一激光发射器（1）发射的激光在传输过程中的偏离误差，从而保障激光能够以直线路径准确地照射到目标物，信号处理装置（2）连接有能见度显示器（4）；
带有第二激光发射器（5）的引导无人机（6），引导无人机（6）装有第一导航仪；
接收无人机（7），所述接收无人机（7）的机头正中心装有变色透镜（8），还包括与变色透镜（8）按照光路顺序布置的光电探测器（9），所述光电探测器（9）连接有与信号处理装置（2）进行通讯的信号通讯装置（10），所述接收无人机（7）上装有第二导航仪。
2.根据权利要求1所述的一种能见度仪校准装置，其特征在于，包括用于控制第一激光发射器（1）角度的角度调节装置。
3.根据权利要求2所述的一种能见度仪校准装置，其特征在于，还包括底座（11），所述角度调节装置包括底座（11）上端转动连接的转盘（12），所述转盘（12）经转动电机（13）驱动，所述转盘（12）上端固定有竖向的支撑杆（14），所述第一激光发射器（1）转动连接在支撑杆（14）顶端，所述第一激光发射器（1）尾端铰接有电动推杆（15），所述电动推杆（15）另一端铰接在底座（11）上端，所述电动推杆（15）和转动电机（13）均经视觉定位系统（3）控制。
4.根据权利要求3所述的一种能见度仪校准装置，其特征在于，所述视觉定位系统（3）和第一激光发射器（1）前后交错布置在底座（11）上。
5.根据权利要求3或4所述的一种能见度仪校准装置，其特征在于，所述底座（11）下端固定有三角支架（16）。
6.根据权利要求1所述的一种能见度仪校准装置，其特征在于，所述变色透镜（8）为凸透镜。
7.一种利用能见度仪校准装置进行能见度校准的方法，其特征在于，启动接收无人机（7），利用第二导航仪控制接收无人机（7）与能见度标准器的距离，启动引导无人机（6），利用第一导航仪控制引导无人机（6）与能见度标准器、接收无人机（7）在同一水平面上飞行，三者呈三角形分布，然后开启引导无人机（7）的第二激光发射器（5），发射的激光照射到接收无人机（7）的变色透镜（8）上使透镜变黄，启动能见度标准器的视觉定位系统（3），在视觉定位系统（3）搜索捕捉到黄色透镜后，能见度标准器控制第一激光发射器（1）瞄准该黄色透镜并发射激光，然后关闭引导无人机（6）的第二激光发射器（5），能见度标准器的第一激光发射器（1）发射的激光使得黄色透镜变成绿色透镜，光电探测器（9）接收到绿色透镜的信号后传输到信号通讯装置（10），然后由信号通讯装置（10）传输到能见度标准器的信号处理装置（2），从而得到标准能见度，若得到的标准能见度与第二导航仪显示的距离有出入，则以第二导航仪显示距离为能见度基准值，调整信号处理装置参数，使得到的标准能见度与第二导航仪距离显示值一致，然后在相同环境和相同位置启动被校能见度仪，利用被校能见度仪测试与接收无人机（7）之间的能见度，得到的能见度值与标准能见度进行对比，若超出误差范围，则对被校能见度仪进行校准，校准后再重复上述操作，直到满足误差要求为止。
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112345497A (zh) * | 2020-11-24 | 2021-02-09 | 河南省计量科学研究院 | 大气能见度仪校准系统及其校准方法 |
| CN112731442A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-30 | 桂林航天工业学院 | 一种无人机测绘用可调节的测绘仪 |
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2018
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| CN112345497B (zh) * | 2020-11-24 | 2024-03-15 | 河南省计量测试科学研究院 | 大气能见度仪校准系统及其校准方法 |
| CN112731442A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-30 | 桂林航天工业学院 | 一种无人机测绘用可调节的测绘仪 |
| CN112731442B (zh) * | 2021-01-12 | 2023-10-27 | 桂林航天工业学院 | 一种无人机测绘用可调节的测绘仪 |
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