Способ определения метеорологической дальности видимости

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 178994 19) .ЬЖ. 0 01 ЧЧ 1/00 ИЕ ИЗОБ ТЕНИЯ ПИС(57) Использова измерениях, в ч ных измерениях ность изобрет входным объект входного оптиче совпадения полу ной машины. проведение опер тельностью систе тест-объектов, 1 рвато овная дальруды НИЕТЕОРО- ИМОСТИ ГОСУДАРСТВЕННОЕ ПАТЕНТНОЕВЕДОМСТВО СССР(54) СПОСОБ ОПРЕ,ЕЛЕНИЯ МЛОГИЧЕСКОЙ ДАЛЬНОСТИ ВИД Изобретение относится к метеорологическим измерениям, в частности к области инструментальных измерений метеорологической оптической дальности, дальности видимости.Известен способ при котором производят размещение в съемочном телевизионном кадре тест-объекта в виде совокупности маркеров удаленных на измеренные расстояния от телекамеры, его телевизионную съемку на фоне местности перед объективом телекамеры, измерение на первоначальном изображении яркости маокеров тест-объектов и фона местности, определение уровня контрастности маркеров тестобьекта и обработку результатов измерений. Недостатком известного способа является изменение состояния зрения наблюдателя (субъективная погрешность), изменение чувствительности телевизионной камеры, изменения выходного сигнала видеомонитора, изменения яркости маркеров тест-обьекта из-за загрязнения, отклонений параметров источника электропитания и линий связи под влияниние: в метеорологических астности в инструментальдальности видимости, Сущения: введение перед ивом камеры ослабителя ского сигнала и контроля ченного эффекта, ожидаею электронно-вычислитель- Введение ослабителя и ации контроля за чувствимы к оптическим сигналам ем внешних факторов. Только субьективный фактор, т.е, зависимость порогового контраста зрительного восприятия как от состояния глаза, так и многих внешних факторов изменяет величину(е) на два порядка от 0,800 до 0,008 О, Существует также методическая погрешность измерений, обусловленная пространственной неоднородностью оптических свойств атмосферы, вызванной появлением на местчости дымов,языковтумана,шлейфов, пыли. Маркеры тест-объекта по своему характеру точечные, поэтому для учета неоднородности видимости их число должно быть достаточно велико на наблюдаемой местности.Цель изобретения - повышение точности измерений дальности видимости.Поставленная цель достигается посредством того; что в способе при котором производят размещение в сьемочном телевизионном кадре тест-объекта в виде совокупности маркеров, удаленных на измеренные расстояния от телекамеры. его телевизионную съемку на фоне местности перед обьективом телекамеры, измерениена первоначальном изображении яркостимаркеров тест-объектов и фона местности,определение уровня контрастности маркеров тест-объекта и обработку результатовизмерений, тест-объект выполняют не менее чем со ста восемьюдесятью маркерами,при телевизионной съемке дополнительноперед объектйвом телекамеры помещаютослабитель входного оптического сигнала сизмеренным коэффициентом пропускания "0и определяют степень уменьшения контрастности маркеров относительно фона местности на первоначагьном изображении, аопределение уровня контрастности маркеров тест-объекта производят последовательн,о от двух до пяти раэ в течениепериода не менее двух минут с последующим осреднением и экстраполяцией полученных значений до уровня порогаконтрастности зрения. 20На чертеже показано устройство для реализации предлагаемого способа, где 1 -телевизионная камера, подключенная линией связи 2 к видеоконтрольному устройству 3, К дополнительному выходу линии 25связи 2 через устройство выбора строк 4 ианалого. цифровой преобразователь 5 подсоединено оперативное запоминающее устройство б, Э ВМ 7. Управление устройствомвыбора строк 5 осуществляется по шине, 30соединяющей это устройство с ЭВМ 7, Телевизионная камера 1 снабжена калибратором, например, в виде диска 8 сотверстиями, через которые объектив видитместность. В одном из отверстий укреплен 35светофильтр с известным коэффициентомпропускания. Для вращения диск имеетэлектропривод, например, шаговый двигатель 9, подключенный шиной управления кЭВМ 7, Результаты измерений отображаются на устройствах вывода информации 10 ина видеоконтрольном устройстве 2, Для че го эти устройства подключены внутреннимилиниями связи к выходу ЭВМ 7,Работа устройства происходит следующим образом.В исходном состоянии перед объективом телевизионной камеры 1 находится глухая часть дисков, защищающая объектив отнаружного света и внешних воздействий: по 50команде начала выполнения измерительного цикла ЭВМ 7 подает сигнал на шаговыйдвигатель 9 привода диска, который поворачивает диск 8 во вторую позицию и передобъективом телевизионной камеры 1 оказывается пустое отверстие. При этом по линиям связи 2 на экран видеоконтрольногоустройства 3 поступает иэображение местности и маркеров тест-объекта на ней, Маркеры находятся на отведенных им участках строчек растра, строчках, которые являются своеобразными делениями шкалы дальности, Номера строк маркеров известны и находятся в памяти ЭВМ, Фон занимает строчки под линией горизонта и по мере ухудшения видимости фон "движется" вниз по телевизионному кадру, захватывая все новые строчки деления шкалы дальности, делая невидимыми верхние дальние маркеры и вуалируя нижние, более близкие к камере 1. По сигналу ЭВМ 7 устройство выбора строк 4 выделяет одну строку фона над горизонтом и через аналого-цифровой преобразователь 5 направляет ее в виде серии цифровых значений в оперативное запоминающее устройство, где и запоминается яркость исходного фона Вф. Далее по сигналу ЭВМ устройство выбора строк выделяет строку с самыми дальними маркерами и также через преобразователь 5 направляет ее серию в запоминающее устройство ЭВМ, которая из этой серии выделяет цифровые значения сигналов маркеров, сигналов, имеющих свой номер в строке, По этим сигналам определяется значение яркости иэображения каждого маркера Воб, и далее его контраст К = (Вф - Воб)ВфВ течение времени экспозиции равной 2 мин, проводится в среднем три полных цикла обработки изображения 180 маркеров тест-объекта, Результаты построчно определяются и по полученным средним вь 1 полняется аппроксимация, т,е, строится кривая зависимости контраста изображения маркеров от их удаленности от места установки телевизионной камеры, Кривая экстраполируется до значения порога контрастной чувствительности (е), что позволяет получить искомое значение метеорологической дальности видимости. Периодически перед выдачей результата на устройства 3 и 10 происходи 1 контроль качества работы всего комплекса, для чего ЭВМ 7 подает сигнал на шаговый двигатель 9, который поворачивает диск 8 в третью позицию и перед объективом телевизионной камеры 1 оказывается отверстие со светофильтром, Операции обработки телевизионного изображения, описанные выше, повторяются, однако на завершающем этапе расчет контраста выполняется по формуле Ку = (Вф - В,б)Вф, т.е. с применением ранее найденного при обработке первоначального изображения яркости фона Вф. Полученное значение условного среднего контраста строк соотносится с первоначальным контрастом Ку/К = а, и полученное в результате этого вычисленное контрольное значение величины (а) сравнивается с1789948 20 номинальным значением коэффициента пропускания светофильтра (а) . Если полученная разность этих знацрний меньше .+1" , результаты контроля относятся к положительным, а качество работы видеометрэ считается удовлетворительным. ЭВМ 7 подает команду на разрешение выполнения новых измерений метеорологической дальности видимости и на вывод их результатов на устройства 3 и 10, Если результаты контроля отрицательны и разность(а - а) больше + 1, ЭВМ останавливает работу видеометра и подает на выход соответствующие сигналы оператору.Технико-экономический эффект предполагаемого изобретения в сравнениИ с прототипом состоит в том; что.при установке видеометра на ближнем приводе радиоФормула изобретения Способ определения метеорологической дальности видимости, при котором производят размещение в съемочном телевизионном кадре тест-объекта в виде совокупности маркеров, удаленных на измеренные расстояния от телекамеры, его телевизионную съемку на фоне местности перед объективом телекамеры, измерение на первоначальном изображении яркости маркеров тест-объектэ и фона местности, определение уровня контрастности маркеров тест-объекта и обработку результатов измерений, о т л и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения точности, тест-обьект вымаяка и при использовании в нем кадра в 600 строк, в которых разместятся не менее 180 огней, постоянные огни приближения к взаимно-посадочной полосе, огни световых 5 горизонтов, входные ограничительные огни, посадочные огни и огни рулежных дорожек, то расчетная точность работы видеометра составит от 8на ближних расстояниях до 5 на предельных дальних 3-4 10 км, Это существенно больше погрешностиопределения дальности видимости измерителями типа Ми ИДВ, равной в среднем 20. 4 роме того, встроенное устройство контроля, калибровки видеометра обеспе чивает неизменность чувствительности телевизионной фотометрической системы, правильность ее работы что повышает достоверность получаемых результатов,полняют не менее чем со ста восемьюдесятью маркерами, при телевизионной съемке дополнительно перед объективом телекамеры помещают ослабитель входного. оптического сигнала с измеренным коэффициентом пропускэния и определяют степень уменьшения контрастности маркеров относительно фона местности на первоначальном изображении, а определение уровня контрастности маркеров тест-объекта производят последовательно от двух до пяти. раз в течение периода не менее двух минут с последующим осреднением и экстраполяцией полученных значений до уровня порога контрастности зрения.1789948 Составитель Т. ИвановаРедактор Г. Бельская Тех ред. М, Моргентал, Корректор С, Шекмар Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина. 1 аз 348 ТиражВНИИПИ Государственного комит113035, Москв Подписноеа по изобретениям и открытиям при ГКНТ ССЖ. Раущская наб., 4/5