[发明专利]夜间成像云高测量方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种云高的测量方法，特别是一种在夜间测量云高的方法。

背景技术

云高是指云底到地面的垂直距离。云高的测量对于航空航天领域具有重要意义，是航天器升空的重要参考数据。传统的云高测量装置有云幕灯、红外测云仪、激光测云仪等。其中云幕灯只能应用于层状云层云高的测量，局限性较大。激光测云仪的优点是准确度高，使用快速便捷，缺点是成本较高，只能进行天空单点云高测量。利用红外测量云高的方法是采用红外测量装置对大气红外辐射进行测量，其测量方法较为复杂，且准确度难于把握，红外线测量装置的成本同样较高。

发明内容

本发明提供一种夜间成像云高测量方法，要解决以较低的成本、更简单的方法测量云高的技术问题。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种夜间成像云高测量方法，其特征在于：

步骤1：相隔一段距离分别设置一图像采集器和一激光光源，并使图像采集器的镜头光轴与激光光源的光轴均与水平面垂直。

步骤2：开启激光光源，同时用图像采集器采集激光光柱的成像平面。

步骤3：选取图像采集器的焦点为B，激光光源的发射点为C，激光光柱的顶点为A，在图像采集器的镜头光轴上取一点E，使A点到E点的线段平行于B点到C点的线段，在成像平面上找到A点在成像平面上的投影点A’和E点在成像平面上的投影点E’，量算E’点与A’点之间的距离A’E’。

步骤4：根据AC＝E’B×BC/A’E’计算云高，其中E’B为图像采集器的焦距，BC为图像采集器与激光光源之间的距离。

所述图像采集器与激光光源之间的距离BC可为200～800米。

所述图像采集器可为可见光图像采集器或是红外成像装置。

所述可见光图像采集器可为相机或摄像机。

本发明的有益效果如下：

本发明采用了一个图像采集器和一个激光光源，两者相隔一定距离，然后用图像采集器拍摄激光光源发出的激光光柱，再通过平面几何的原理计算A到地面的距离即云高，具有测量方法、测量步骤简单，测量结果准确的优点。本发明所使用的设备结构简单，只需一个图像采集器和一个激光光源，价格低廉，以较低的成本解决了云高的测量问题，并适用于各种各样的云层的云高测量，可广泛应用于航空、航天、气象等领域。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

图1是本发明步骤1和步骤2的示意图。

图2是本发明步骤3和步骤4的示意图。

1-图像采集器、2-激光光源、3-云底、4-成像平面、5-激光光柱。

具体实施方式

实施例参见图1、图2，这种夜间成像云高测量方法，其步骤为：

步骤1：相隔一段距离分别设置一图像采集器1和一激光光源2，并使图像采集器1的镜头光轴与激光光源2的光轴均与水平面垂直。

步骤2：开启激光光源2，同时用图像采集器1采集激光光柱5的成像平面4。

步骤3：选取图像采集器1的焦点为B，激光光源2的发射点为C，激光光柱的顶点为A，在图像采集器1的镜头光轴上取一点E，使A点到E点的线段平行于B点到C点的线段，在成像平面4上找到A点在成像平面上的投影点A’和E点在成像平面上的投影点E’，量算E’点与A’点之间的距离A’E’。

步骤4：根据AC＝E’B×BC/A’E’计算云高，其中E’B为图像采集器1的焦距，BC为图像采集器1与激光光源2之间的距离。

所述图像采集器1为可见光图像采集器或是红外成像装置，一般可见光图像采集器可选择相机或摄像机等，本实施例采用相机，相机的镜头光轴与水平面垂直，在距相机一定距离设激光光源2，激光光源2与相机的距离即为BC，所述激光光柱的顶点A也就是激光光柱5与云底3的交点，所以AC即为云高。一般激光光源2与相机的距离BC为200～800米，本实施例选取500米，再根据图2给出的激光光柱的顶点A与在成像平面中的A’的关系，BC/A’E’＝AC/E’B，E’B是焦距已知，BC已知，A’E’可以从照片上测得，所以云高AC＝E’B×BC/A’E’。