[发明专利]气体中凝聚态结构演变实时监测的图像识别装置及方法

摘要

本发明公开了一种气体中凝聚态结构演变实时监测的图像识别装置及方法，装置包括无人飞行器、支架、监测机构和远程计算机；监测机构通过支架固定安装在无人飞行器上，并通过通信网络与远程计算机连接通信。本发明一方面可以对气体中凝聚态结构发展进行远程快速监测，另一方面能得到待监测气体中凝聚态结构的实时演变规律。与传统的测量方法相比，提高了精度；同时可以调节LED白光灯灯光的强弱和监测机构两个伸出段的夹角，进而调高采集图像的质量。本发明可以利用多个该装置组成阵列，分布在大气中不同高度的不同位置，可以同时对空间内不同位置的气体中凝聚态物质演变进行监测,建立地区气体状态微观层面的预警和干预机制。

主权项

1.一种气体中凝聚态结构演变实时监测的图像识别方法，采用气体中凝聚态结构演变实时监测的图像识别装置；所述装置包括无人飞行器(1)、支架(2)、监测机构(3)和远程计算机(12)；所述监测机构(3)通过所述支架(2)固定安装在所述无人飞行器(1)上，并通过通信网络与所述远程计算机(12)连接通信；所述监测机构(3)包括微型温度计(4)、防水镜头(5)、照明机构(6)、导线(7)、无线通信模块(9)、PVC套筒(10)和电源(11)；所述微型温度计(4)、防水镜头(5)、照明机构(6)有若干组，均安装在所述PVC套筒(10)上预先设置的凹槽之中；所述微型温度计(4)、防水镜头(5)、照明机构(6)、无线通信模块(9)均通过所述导线(7)与所述电源(11)连接；所述无线通信模块(9)通过通信网络与所述远程计算机(12)连接通信；其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1：根据微距微观视频图像采集的最优确定值，利用远程计算机(12)调整照明机构(6)的亮度，利用防水镜头(5)对不同温度空中凝聚态进行微距微观拍摄成像，并记录此时每个防水镜头(5)旁边微型温度计(4)的示数，然后，将原始真彩微距微观视频图像转成微距微观视频灰度图像；步骤2：二值化微距微观视频灰度图像，然后进行桥接、去杂、细化和骨化处理，得到气体中晶体核的轮廓；步骤3：根据晶体核的轮廓确定它的形态学参数，并且建立该形态学参数与温度的对应关系；步骤4：建立晶体核的形态学参数与凝聚态浓度的定量关系，根据事先设置的凝聚态浓度阈值反推出晶体核的形态学参数临界值和温度阈值；步骤5：在对气体中的凝聚态进行监测的过程中，当监测的温度与温度阈值相差大于预设值时，采集此时的凝聚状态图像；步骤6：输入待监测气体中的凝聚态原始真彩微距微观视频图像，经过步骤1‑3处理得到晶体核的形态学参数，然后，将其与形态学参数临界值比较，如果大于该临界值，立即建立微观层面预警机制，并根据其成长状态，实施即时干预机制，在微观层面及时采取有效措施阻止有害物质的凝聚。