CN206863221U - 一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统，其包括图像采集模块、数据传输模块、图像拼接模块和信息提取模块；图像采集模块包括旋转式相机、激光测距仪、云台和云台支架，云台的底部设置在云台支架上，摄像机和激光测距仪设置在云台的转向轴上；摄像机、激光测距仪的输出信号输送至数据传输模块，数据传输模块通过无线网络连接气象观测站的PC机；图像拼接模块用于将图像采集模块采集的图像数据制作成观测场全景图；信息提取模块用于通过提取观测场全景图最大边缘像素点坐标，得到观测场障碍物在的水平方位和其到观测场中心的最大仰角。本实用新型能够实现图像传输、远程控制和现场信号采集，还能保证图像检测质量和快捷度。
Description
技术领域
本实用新型涉及一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统，其属于气象监测领域。
背景技术
目前国内外对气象观测站探测环境的测评工作主要是依靠人工的方法完成的。由气象观测站的工作人员借助摄像机和激光测距仪等工具获取气象观测站探测环境周围障碍物的图片和周围障碍物到观测场中心的距离、仰角信息，再根据气象观测站探测环境的评估指标进行人工分析、填表、制图，最后整理出测评结果报告。这中采用人工进行的测评方法使的测评结果加入了很多人为的主观因素，测评结果往往不客观。
实用新型内容
本实用新型所要解决的技术问题是提供了一种能够实现图像传输、远程控制、现场信号采集的同时，还能保证图像检测质量和快捷度的气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统。
本实用新型采用如下技术方案：
一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统，其包括图像采集模块、数据传输模块、图像拼接模块和信息提取模块；所述图像采集模块包括旋转式相机、激光测距仪、云台和云台支架，所述云台的底部设置在云台支架上，所述旋转式相机和激光测距仪设置在云台的转向轴上；所述数据传输模块包括处理器，所述处理器上设置有图像存储控制端和图像传输控制端；所述旋转式相机、激光测距仪的输出信号经有线或无线网络输送至所述处理器，所述处理器通过无线网络连接气象观测站中的PC机，所述图像拼接模块和信息提取模块运行于所述处理器和/或气象观测站中的PC机内；所述图像拼接模块用于将图像采集模块所采集的图像数据通过柱面全景图像拼接方法获得观测场全景图；所述信息提取模块用于通过提取观测场全景图最大边缘像素点坐标，从而得到观测场障碍物所在的水平方位和其到观测场中心的最大仰角。
进一步的，其还包括测试评估模块，其运行于所述处理器和/或气象观测站中的PC机内，所述测试评估模块用于将气象观测站探测环境的测评结果实时展示。
进一步的，所述处理器的型号为IMX6。
进一步的，所述sift算法全称Scale-invariant feature transform，即尺度不变特征转换。
本实用新型的有益效果如下：
本系统能够自动采集探测环境的图像及障碍物的距离，按评估业务要求通过计算机输入人工观测数据，按业务需要编制地面气象观测站探测环境调查评估报告书，并生成地面气象观测站探测环境评分统计表。
附图说明
图1为本实用新型的结构示意图。
图2观测场全景图在方形窗口进行中值滤波处理后的边缘轮廓图。
图3为障碍物的遮挡面积示意图。
具体实施方式
下面结合图1~图3和本实施例对本实用新型做进一步说明。
如图1~图3所示，本实施例涉及一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统，其包括图像采集模块、数据传输模块、图像拼接模块和信息提取模块；所述图像采集模块包括旋转式相机、激光测距仪、云台和云台支架，所述云台的底部设置在云台支架上，所述旋转式相机和激光测距仪设置在云台的转向轴上；所述数据传输模块包括处理器，所述处理器上设置有图像存储控制端和图像传输控制端；所述旋转式相机、激光测距仪的输出信号经有线或无线网络输送至所述处理器，所述处理器通过无线网络连接气象观测站中的PC机，所述图像拼接模块和信息提取模块运行于所述处理器和/或气象观测站中的PC机内；所述图像拼接模块用于将图像采集模块所采集的图像数据通过柱面全景图像拼接方法获得观测场全景图；所述信息提取模块用于通过提取观测场全景图最大边缘像素点坐标，从而得到观测场障碍物所在的水平方位和其到观测场中心的最大仰角。
进一步的，其还包括测试评估模块，其运行于所述处理器和/或气象观测站中的PC机内，所述测试评估模块用于将气象观测站探测环境的测评结果实时展示。
进一步的，所述处理器的型号为IMX6。
进一步的，所述sift算法全称Scale-invariant feature transform，即尺度不变特征转换。
如图2所示，将形成的所述观测场全景图在方形窗口进行中值滤波处理；对滤波后的所述观测场全景图采用加权平均值法进行灰度化处理；然后采用最大类间差法对灰度化处理后的所述观测场全景图进行二值化处理；然后采用开运算和闭运算对二值化后的所述观测场全景图进行形态学处理；采用Canny边缘检测算法，对形态学处理后的所述观测场全景图进行边缘检测，得到其边缘轮廓图。
如图3所示，通过边缘轮廓图，将得到的边缘轮廓图进行边缘像素点坐标提取；通过提取出的边缘像素点坐标，得到障碍物在所述观测场全景图上的像素点坐标，求得障碍物实际的高度、障碍物到观测中心的距离以及障碍物到观测场中心的最大仰角，从而计算出障碍物的遮挡面积。观测场四周不符合要求的障碍物的遮挡面积通过SQL Server 2008数据库处理并展示。
目前国内外对气象观测站探测环境的测评工作主要是依靠人工的方法完成，这种采用人工进行的测评方法使的测评结果加入了很多人为的主观因素，测评结果往往不客观。所以本实施例解决的技术问题包括在气象观测站探测环境的测评工作中采用多媒体数字图像处理及远程网络传输等最新技术。这些技术在实现图像传输、远程控制、现场信号采集的同时，还保证了图像检测的质量和快捷的检测方式。
与以往技术相比，本实施例能够自动采集探测环境的图像及障碍物的距离，按评估业务要求通过计算机输入人工观测数据，按业务需要编制地面气象观测站探测环境调查评估报告书，并生成地面气象观测站探测环境评分统计表。
本实施例以25m×25m的气象观测站为研究对象，以摄像机、三角支架、云台为图像采集装置，以全景图像处理技术为理论基础，以国家级地面气象观测站探测环境调查评估指标为测评标准。建立优化的环境测评模型；通过柱面全景图像拼接技术获得观测场全景图；通过对全景图进一步处理获得观测场障碍物的信息，建立一定区域的气象观测站探测环境测评信息数据库；研究气象观测站探测环境测评的方法；最终将测评结果通过数据库结构化处理并展示。
换句话说，气象观测站探测环境测评系统是以图像处理技术为基础，以国家级地面气象观测站探测环境调查评估指标为测评标准，而建立优化的气象观测站探测环境测评模型。系统体系结构分为采集层、网络层、应用层。
采集层包括云台、三角支架、摄像头、激光测距仪，它们负责实时图像的采集、存储等过程，为应用层提供数据来源，实现高效的数据访问。气象观测站探测环境数据采集设备装置在户外，因此，对设备运行的稳定性、安全性、高效性有严格的要求。
网络层可以是有线网络、互联网、无线网络，是采集层和应用层的连接桥梁。网络层接受从采集层传来的处理请求后，访问数据库进行的数据处理操作，获得处理结果后将其传送到应用层。
应用层一般是基准站、基本站、一般站，是系统核心构架的一部分。在应用层会进行相关操作，进行全景图像拼接、图像信息提取、测评数据的更新和测评结果的展示。应用层提供丰富的用户交互功能，实现良好的互操作性。
气象观测站探测环境测评系统数据采用SQL Server 2008数据库进行统一存储和管理。
本系统设计的最终目的是将气象观测站探测环境的测评结果实时展示，以便气象工作者根据测评数据做出相应的处理工作。界面包括系统登录、遮挡面积示意图最终测评结果。
以上所述实施方式仅为本实用新型的优选实施例，而并非本实用新型可行实施的穷举。对于本领域一般技术人员而言，在不背离本实用新型原理和精神的前提下对其所作出的任何显而易见的改动，都应当被认为包含在本实用新型的权利要求保护范围之内。
Claims (2)
1.一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统，其特征在于：其包括图像采集模块、数据传输模块、图像拼接模块和信息提取模块；所述图像采集模块包括旋转式相机、激光测距仪、云台和云台支架，所述云台的底部设置在云台支架上，所述旋转式相机和激光测距仪设置在云台的转向轴上；所述数据传输模块包括处理器，所述处理器上设置有图像存储控制端和图像传输控制端；所述旋转式相机、激光测距仪的输出信号经有线或无线网络输送至所述处理器，所述处理器通过无线网络连接气象观测站中的PC机，所述图像拼接模块和信息提取模块运行于所述处理器和/或气象观测站中的PC机内；所述图像拼接模块用于将图像采集模块所采集的图像数据通过柱面全景图像拼接方法获得观测场全景图；所述信息提取模块用于通过提取观测场全景图最大边缘像素点坐标，从而得到观测场障碍物所在的水平方位和其到观测场中心的最大仰角。
2.根据权利要求1所述的一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统，其特征在于：其还包括测试评估模块，其运行于所述处理器和/或气象观测站中的PC机内，所述测试评估模块用于将气象观测站探测环境的测评结果实时展示。
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| CN201720562033.4U CN206863221U (zh) | 2017-05-19 | 2017-05-19 | 一种气象观测站地面观测场探测环境自动评估系统 |
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| CN (1) | CN206863221U (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111696141A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-09-22 | 武汉天际航信息科技股份有限公司 | 一种三维全景扫描采集方法、设备及存储设备 |
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2017
- 2017-05-19 CN CN201720562033.4U patent/CN206863221U/zh not_active Expired - Fee Related
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| CN111696141A (zh) * | 2020-05-22 | 2020-09-22 | 武汉天际航信息科技股份有限公司 | 一种三维全景扫描采集方法、设备及存储设备 |
| CN111696141B (zh) * | 2020-05-22 | 2023-10-27 | 武汉天际航信息科技股份有限公司 | 一种三维全景扫描采集方法、设备及存储设备 |
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