[发明专利]一种机载偏振法检测路面结冰预警系统

权利要求书

1.一种机载偏振法检测路面结冰预警系统，其特征是，该系统包括：光源（1）、镜筒一（2）、偏振片一（3）、扩束镜（4）、探测器一（5）、镜筒二（6）、安装座（7）、镜筒三（8）、聚焦镜一（9）、偏振片二（10）、滤光片一（11）、探测器二（12）、镜筒四（13）、聚焦镜二（14）、滤光片二（15）、温度传感器（16）、湿度传感器（17）、辐照度传感器（18）、镜头（19）、红外CCD（20）、转接齿轮（21）、步进电机（22）、放大电路（23）、处理器（24）和蓄电池（25）设置在箱体（26）内；

该系统还包括二维调整架（27）、上位机（28）和无人机（29），二维调整架（27）上方连接无人机（29），下方连接箱体（26）；上位机（28）与处理器（24）之间通过无线通讯收发信号；

所述扩束镜（4）、镜筒一（2）、偏振片一（3）和光源（1）同轴设置构成光源发射系统，所述扩束镜（4）上端连接镜筒一（2），镜筒一（2）另一端连接光源（1），所述偏振片一（3）安装在镜筒一（2）内；

所述聚焦镜一（9）、镜筒三（8）、滤光片一（11）、安装座（7）、偏振片二（10）、镜筒二（6）和探测器一（5）同轴设置构成反射光接收系统一，所述镜筒三（8）和镜筒二（6）相接，且在接口处设置安装座（7），用于固定两者；所述镜筒二（6）的上端与探测器一（5）连接，所述镜筒三（8）内装载滤光片一（11），下端与聚焦镜一（9）连接，所述安装座（7）内装载偏振片二（10）；反射光经过聚焦镜一（9）、滤光片一（11）、偏振片二（10），由探测器一（5）接收；

所述聚焦镜二（14）、滤光片二（15）、镜筒四（13）和探测器二（12）同轴设置构成反射光接收系统二，所述镜筒四（13）上端连接探测器二（12），下端连接聚焦镜二（14），所述滤光片二（15）安装在镜筒四（13）内部；反射光经过聚焦镜二（14）、滤光片二（15），由探测器二（12）接收；

所述光源（1）发射激光通过偏振片一（3）起偏，经过扩束镜（4），在目标地面的中心区域形成具有一定直径的光斑，反射后由反射光接收系统一和反射光接收系统二接收；所述镜头（19）上端同轴连接红外CCD（20），红外CCD（20）将拍摄的实时画面传递至处理器（24），再由处理器（24）通过无线通讯的方式传递至上位机（28）；

所述安装座（7）外部的齿轮与转接齿轮（21）啮合；所述转接齿轮（21）与步进电机（22）连接；所述步进电机（22）与处理器（24）电连接，处理器（24）触发步进电机（22）；

所述处理器（24）与光源（1）和放大电路（23）均连接，给光源（1）发送触发信号的同时，发送相同的信号至放大电路（23）的参考信号端；所述探测器一（5）和探测器二（12）的信号输出端分别与所述放大电路（23）的两个信号输入端连接；所述放大电路（23）的信号输出端与处理器（24）电相连；

所述温度传感器（16）、湿度传感器（17）和辐照度传感器（18）并排固定在箱体（26）一侧，三者均由探测窗口探出箱体（26），三者均与处理器（24）相连；

所述处理器（24）还与光源（1）、探测器一（5）、探测器二（12）、红外CCD（20）连接，触发光源（1）发射激光，触发探测器一（5）和探测器二（12）接收光强信号，触发红外CCD（20）接收画面信息；

所述蓄电池（25）分别与光源（1）、探测器一（5）、探测器二（12）、红外CCD（20）、步进电机（22）、二维调整架（27）、温度传感器（16）、湿度传感器（17）和辐照度传感器（18）连接，为整个系统提供电源。

2.根据权利要求1所述的一种机载偏振法检测路面结冰预警系统，其特征在于，所述光源（1）是波长为1550nm的近红外激光光源。

3.根据权利要求1所述的一种机载偏振法检测路面结冰预警系统，其特征在于，所述滤光片一（11）表面蒸镀蛾眼微纳结构，有效增加1550nm波长透过率。

4.根据权利要求1所述的一种机载偏振法检测路面结冰预警系统，其特征在于，所述探测器二（12）为光强度探测器。

5.根据权利要求1所述的一种机载偏振法检测路面结冰预警系统，其特征在于，上位机（28）位于气象发布平台，在气象发布平台收发信号。