[发明专利]一种可精确测量积雪深度的多功能灯箱

说明书

技术领域

本发明涉及一种可精确测量积雪深度的多功能灯箱，属于机械技术领域。 

背景技术

气象观测领域的积雪测量一直的手段主要包括激光和超声波两种方式，均为单点非接触式测量。此两类方法的缺点在于对不同程度积雪测量误差难以把控，同时，单点测量对地面基参照的依赖程度太高。对于野外气象观测设备，各种对参照点掩盖或者物体的覆盖都会造成测量的不准确。通过图像手段进行观测的技术已早有研究，但都不能很好的解决夜间，光线调节的情况下如何准确的测量积雪深度的问题。 

发明内容

本发明提供一种可精确测量积雪深度的多功能灯箱，利用明暗间隔板测积雪深度，根据光敏电阻调节面板内LED补光，使光线不足条件下测积雪深度，测量精度高。 

为解决以上技术问题，本发明提供如下技术方案：一种可精确测量积雪深度的多功能灯箱，所述灯箱的一侧设有摄像机，所述摄像机能够拍摄整个灯箱整体；灯箱上朝摄像机摄像头的端面分为两部分，一部分为半透明，另一部分为不透明，形成明暗间隔板效果；所述灯箱顶部连接有用于判断环境亮度的光敏电阻；灯箱内设有具有起灯光补偿效果的灯源。 

进一步地，所述摄像机高度设置在灯箱最高点同等高度。 

进一步地，所述摄像头与灯箱距离为3-5米，所述灯箱的高度为1-2米。 

进一步地，所述灯箱包括后板、侧板、顶板、底板和面板，后板与面板等同高度且相对，所述面板为弧形面板，面板分为两部分区域，一部分区域呈半透明，另一部分区域不透明。 

进一步地，所述光敏电阻设有三个，分别设置在灯箱顶板上和面板的两侧面。 

进一步地，所述灯箱面板的材质为白色亚克力或磨砂玻璃。 

进一步地，所述灯箱内设有红色LED灯。 

本发明涉及的这种可精确测量积雪深度的多功能灯箱，能够有效测量不同程度的积雪深度，并且不受外部光线条件限制，做到全天候测量，测量精度可达3mm。同时，现场图片的读取可以有效的去除外部现场干扰因素判定，真正做到所见即所得。 

附图说明

图1为本发明一种可精确测量积雪深度的多功能灯箱结构示意图； 

图2为本发明测量积雪深度原理图；

图3为灯外亮度与环境亮度的关系图；其中，竖轴为灯外亮度，横轴为环境亮度，该数据使用单位为lux；

图中标记：1-顶板、2-不透明面板、3-后板、4-侧板、5-底板、6-半透明面板、7-摄像机。

具体实施方式

如图1和图2所示，一种可精确测量积雪深度的多功能灯箱，灯箱的一侧设有摄像机7，摄像机7能够拍摄整个灯箱整体；灯箱上朝摄像机摄像头的端面分为两部分，一部分为半透明，另一部分为不透明，形成明暗间隔板效果；灯箱顶部连接有用于判断环境亮度的光敏电阻；灯箱内设有具有起灯光补偿效果的灯源。 

摄像机7高度设置在灯箱最高点同等高度。 

摄像头与灯箱距离为3-5米，所述灯箱的高度为1-2米。 

灯箱包括后板3、侧板4、顶板1、底板5和面板，后板与面板等同高度且相对，所述面板为弧形面板，面板分为两部分区域，一部分区域呈半透明，另一部分区域不透明；即为不透明面板2和半透明面板6。 

光敏电阻设有三个，分别设置在灯箱顶板上和面板的两侧面。 

灯箱面板的材质为白色亚克力或磨砂玻璃。 

灯箱内设有红色LED灯。 

实施例1 

装置参数：

1）  面板高度一至两米，宽度10cm，厚度小于5cm。

2）  面朝摄像机一面从中间分开，左半边为半透磨砂玻璃，右半边为全黑不透光材质。 

3）  上部设置三个光敏电阻，用于判断环境亮度。 

4）  摄像机高度设置在面板最高位置同等高度，根据面板高度与面板的距离在2.5m至5m之间，摄入图像以将面板高度满屏摄入为标准。 

计算方法： 

1）  如果环境亮度足够，摄像机拍摄图像能够通过黑色部分清晰界定积雪高度则通过右边部分被掩盖比例算出积雪深度。

2）  如果环境亮度开始变暗，面板内电路根据光敏电阻值进行调整面板内灯箱亮度，摄像机获取图像后，分别计算左右两边被掩盖比例值，取其中较大值作为结果。 

3）  如环境全黑或近乎黑暗，灯箱在摄像机采集图片的时刻将会保持足够的亮度。亮度标准为能够界定被掩盖的高度，同时不在雪面造成亮度散射，影响结果。摄像机采集图片后以磨砂半边计算最终结果。