[实用新型]全天空成像仪

说明书

技术领域

本实用新型涉及气象水文观测领域，具体地，涉及一种全天空成像仪。

背景技术

云是大气中热力过程和动力过程的外部表现，同时也是水分循环的重要环节。云在地气辐射平衡中具有重要作用，对气候模式和天气预报有着重要影响。由于云在大气科学研究中的重要性和观测的复杂性，在观测规范中将云作为一种特殊的天气现象单独归类进行观测。云量、云状和云底高是气象业务中云观测的三要素，也是分析云资料时的重要统计内容，对区域地面辐射的研究具有重要意义。

然而，目前云的观测主要依靠人工目测进行。每个台站都要专人每小时进行云的观测，这一方面要耗用巨大的观测成本，另一方面，由于各台站观测人员水平不一，会造成资料的不一致。人工目测云量和云状的主观成分较大，同时云体本身在不断运动和变化，不能构成完整的、规则的几何图形，这就对观测者正确判断云量的多少带来一定难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于，针对上述问题，提出一种全天空成像仪，以实现低成本的前提下，实现云观测自动化的优点。

为实现上述目的，本实用新型采用的技术方案是：

一种全天空成像仪，包括相机外壳、支持臂、遮光带、半球镜面、电源和电子设备箱，所述半球镜面固设在电子设备箱的上方，所述遮光带覆盖在半球镜面的表面上方，所述相机外壳通过支持臂固设在电子设备箱上，且相机外壳位于半球镜面中央的上方，所述相机外壳内设置图像采集装置，所述电源设置在电子设备箱内。

进一步的，所述图像采集装置为相机、摄像机或摄像头。

进一步的，所述电子设备箱内设置通信模块，电动机驱动电路、电动机、电池组、中央处理器和存储模块，所述通信模块，电动机驱动电路和存储模块均与中央处理器电连接，所述电池组提供直流电源，所述电动机驱动电路驱动电动机转动。

进一步的，所述中央处理器采用单片机。

进一步的，所述单片机与通信模块间连接放大电路。

本实用新型的技术方案具有以下有益效果：

本实用新型的技术方案，通过基于全天空成像仪设置在相机外壳的图像采集装置，并将图像采集装置采集的图像传输给电子设备进行图像识别和判断，从而实现了低成本下，自动化观测云信息的目的。下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

图1为本实用新型实施例所述的全天空成像仪结构示意图；

图2为本实用新型实施例所述的放大电路的电子电路图。

结合附图，本实用新型实施例中附图标记如下：

1-相机外壳；2-遮光带；3-半球镜面；4-支持臂；5-电子设备箱。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

如图1所示，一种全天空成像仪，包括相机外壳1、支持臂4、遮光带2、半球镜面3、电源和电子设备箱5，半球镜面3固设在电子设备箱5的上方，遮光带2覆盖在半球镜面3的表面上方，相机外壳1通过支持臂4固设在电子设备箱5上，且相机外壳1位于半球镜面3中央的上方，相机外壳1内设置图像采集装置。图像采集装置为相机、摄像机或摄像头，电源设置在电子设备箱5内。电子设备箱内还设置通信模块，电动机驱动电路、电动机、电池组、中央处理器和存储模块，通信模块，电动机驱动电路和存储模块均与中央处理器电连接，电池组提供直流电源，电动机驱动电路驱动电动机转动。中央处理器采用单片机，单片机与通信模块间连接放大电路。

其中如图2所示，放大电路：包括运放器A1、电阻R1、电阻R2、电阻R5、电阻R6和运放器A2，电阻R1、电阻R2、电阻R6和电阻R5依次首尾串联，在电阻R1和电阻R2之间的节点上电连接电阻R4，电阻R4的中间节点上电连接电阻R3，电阻R4串联在运放器A1的同相输入端，运放器A1的同相输入端和运放器A2的同相输入端间串联滑动变阻器R7和电阻R8，运放器A1的反相输入端和输出端间串联电阻R9，运放器A2的反相输入端和输出端间串联电阻R10，运放器A1的输出端和运放器A2的输出端间串联电阻R11和电容C。

TSI即全天空成像仪。

工作原理是：通过上方照相机垂直向下拍摄带有加热装置的半球镜面，得到当时天空所呈现的图像。拍摄得到的图像是分辨率为的24位RGB真彩色图像，以JPEG格式被自动存储到计算机上以便用于图像处理与分析。

鉴于云的生效运动的复杂性和随机性，大多情况下可以将云的对流运动视为线性运动。

最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。