[发明专利]一种移动源废气快照式遥测系统

说明书

本发明公开了一种移动源废气快照式遥测系统，包括多通道相机阵列、快速跟踪机构、控制单元以及数据处理单元；多通道相机阵列包含多组单色相机和一个彩色相机，所有相机焦段和视场一致，并进行视场精准匹配，可实现同步变焦控制；单色相机设计波段选择SO2、NO2气体的多个特征吸收峰谷位置，根据探测精度需求半高宽设计为1nm左右，光电采集采用高速采集紫外增强探测器；彩色相机获取目标区域的彩色图像，用于船舶、货车等移动源的特征识别；快速跟踪机构采用三轴云台结构，驱动调整相机阵列指向，保证移动源目标保持在图像中心区域。本发明实现对移动源废气的快速高精度遥测。

技术领域

本发明涉及移动源排放废气中污染气体成分的快速自动遥测装置，具体涉及一种移动源废气快照式遥测系统。

背景技术

由于经济发展和人口增长，大气污染问题形势严峻，引起人们广泛关注。大气环境质量改善有赖于对大气污染排放的准确掌握，因地制宜，精准施策。目前国内固定源排放质量取得很大突破，但移动源污染仍然持续增加。移动源保有量持续增加，同时减排治理上受流动性监管难度大，监管对象分散。主要移动源可以分为机动车、船舶。对于超标车辆、船舶的监管手段目前还有限，多地还存在目测法对移动源废气进行判定，以是否排放黑烟进行筛查，缺乏对移动源废气中氮化物、硫化物超标情况的快速监测能力。

移动源废气的监测手段可以分成采样式、遥测式。采样式定点监测通常只能获取抽取周围环境中污染，无法定位到具体移动源。主动光源遥测方法适合于动态监测，但点位固定，布设成本高。被动光源遥测方法无需人工光源，架设方便，适用于移动源废气快速督查、应急监测，具有很高的应用前景。被动光源遥测方法目前面临的主要问题是：被动太阳散射光源强度弱，移动源快速移动，并且移动中背景快速变化，最终导致探测精度差。

发明内容

本发明的目的是提供一种移动源废气快照式遥测系统，已解决现有被动光源遥测技术中探测精度差的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：一种移动源废气快照式遥测系统，包括有多通道相机阵列，所述多通道相机阵列获取多个波段移动源图像，用于气体反演，多通道相机阵列安装在快速跟踪机构，实现相机指向的快速调整，所述快速跟踪机构、多通道相机阵列连接到控制单元，控制单元采用基于深度学习的移动源目标识别算法，实现船舶目标的快速变焦跟踪采集；所述多通道相机阵列图像数据经过数据处理单元综合分析，经过数据融合、气溶胶和背景干扰校正等处理后，输出NO2、SO2气体浓度信息。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述多通道相机包含多组单色相机和一个彩色相机，所有相机具备电动调焦功能，焦段和视场一致，并进行视场精准匹配，保证探测同一移动源目标。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述多通道相机包含多组单色相机和一个彩色相机，多组单色相机安装不同波长滤光片，透过待测SO2、NO2组分吸收波长内的多组紫外可见信号，彩色相机获取目标区域彩色图像。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述多组单色相机共8个，其中四个用于NO2探测，另外四个用于SO2探测。滤光片带宽在1nm左右。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述多组单色相机滤光片带宽在1nm左右，滤光片中心波长设计为SO2、NO2吸收截面的两个吸收波峰、两个吸收波谷。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述快速跟踪机构具备三轴调整功能，响应速度在毫秒级别，基于控制单元控制信号，驱动多通道相机调整指向。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述控制单元具备基于深度学习的移动源目标快速识别功能，基于彩色相机测量图像判断移动源目标位置。

进一步地，所述的移动源废气快照式遥测系统，所述控制单元可基于移动源目标位置，快速解算出快速跟踪机构的电机驱动参数、多通道相机变焦参数。