能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法

摘要

本发明实施例提供能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法。能见度测量设备，可包括：收发器、近端反射器和远端反射器；收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内；近端反射器包括：第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，第二云台安装在第二支架上，第二保护罩安装在第二云台上，第一反射镜安装在第二保护罩内；远端反射器包括：第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台。本发明方案有利于提高能见度测量的准确性。

说明书

技术领域

本发明涉及气象测量设备及测量方法，特别涉及能见度测量设备和相关器 件及能见度测量方法。

背景技术

能见度是非常重要的大气气象参数，它对国民生产生活的许多领域都具有 重要意义。能见度通常以视程（Visual Range）来表征，而透射仪就是测量视 程的主要仪器，它尤其在航空气象领域有着广泛的应用，比如用其来测量跑道 视程（RVR，Runway Visual Range）。

现有透射仪包含一个光发射器和一个光接收器。发射器与接收器按照某固 定间距放置，光发射器和光接收器之间光束传输的路径空间就是透射度测量的 大气采样空间，光发射器和光接收器的间距可称为测量基线。这种发射器与接 收器分离放置的透射仪也被称作“双端”透射仪。研究和实践发现，现有透射 仪在安装、运行过程中可能会遇到各种难以掌控的麻烦问题，其容易受到各种 环境因素干扰，从而影响能见度测量的准确性和可测量范围，且在一定程度上 增加了维护成本。

发明内容

本发明实施例提供能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法，以期提 高能见度测量的准确性。

本发明实施例提供一种能见度测量设备，可包括：

收发器、近端反射器和远端反射器；

其中，所述收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射 源和可见光图像传感器，其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第 一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和可见光图像传感器安装 在所述第一保护罩内；

所述近端反射器包括：

第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，所述第二云台安 装在所述第二支架上，所述第二保护罩安装在所述第二云台上，所述第一反射 镜安装在所述第二保护罩内；

所述远端反射器包括：

第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，所述第三云台安 装在所述第三支架上，所述第三保护罩安装在所述第三云台上，所述第二反射 镜安装在所述第三保护罩内。

可选的，所述第一云台为电动云台。

可选的，所述光信号发射源包括：白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤 素等和氙气灯中的至少一种。

本发明实施例还提供一种应用于能见度测量设备的收发器，包括：第一保 护罩、第一支架、第一云台、光信号发射源和可见光图像传感器；其中，所述 第一云台安装在所述第一支架上，所述第一保护罩安装在所述第一云台上，所 述光信号发射源和所述可见光图像传感器安装在所述第一保护罩内。

可选的，所述第一云台为电动云台。

可选的，所述光信号发射源包括：白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤 素等和氙气灯中的至少一种。

本发明实施例提供还一种利用能见度测量设备测量能见度的方法，所述能 见度测量设备包括：收发器、近端反射器和远端反射器、

其中，所述收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发射 源和可见光图像传感器，其中，所述第一云台安装在所述第一支架上，所述第 一保护罩安装在所述第一云台上，所述光信号发射源和可见光图像传感器安装 在所述第一保护罩内；

所述近端反射器包括：

第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其中，所述第二云台安 装在所述第二支架上，所述第二保护罩安装在所述第二云台上，所述第一反射 镜安装在所述第二保护罩内；

所述远端反射器包括：

第二反射镜、第三保护罩、第三支架和第三云台，其中，所述第三云台安 装在所述第三支架上，所述第三保护罩安装在所述第三云台上，所述第二反射 镜安装在所述第三保护罩内；

其中，若所述光信号发射源处于工作状态，则所述可见光图像传感器的视 场范围内能够拍摄到第一类光斑和第二类光斑，所述第一类光斑由处于工作状 态的所述光信号发射源所发射光信号经由所述第一反射镜反射形成，所述第二 类光斑由处于工作状态的所述光信号发射源所发射光信号经由所述第二反射 镜反射形成；

所述方法包括：

所述可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像；

所述可见光图像传感器在光信号发射源处于关闭状态时拍摄第二类图像；

利用拍摄到的所述第一类图像和第二类图像，分别获取在所述第一类图像 中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度；利用所述光信号 发射源与所述第一反射镜及所述第二反射镜之间的距离、及获取到的所述第一 类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程。

可选的，所述利用拍摄到的所述第一类图像和第二类图像，分别获取在所 述第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度，包 括：

测得所述第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度；

测得所述第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，其 中，所述第二类图像中的第一区域为与第一类图像中的第一类光斑所对应区域 位置相同的区域，所述第二类图像中的第二区域为与第一类图像中的第二类光 斑所对应区域位置相同的区域；

将测得的第一类光斑所对应的光信号强度，减所述第二类图像中的第一区 域所对应的光信号强度得到第一类光斑所对应的有效光信号强度；将测得的第 二类光斑所对应的光信号强度，减所述第二类图像中的第二区域所对应的光信 号强度得到第二类光斑所对应的有效光信号强度。

可选的，所述测得第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号 强度，可包括：

分别测得N1张第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强 度，将测得的N1张第一类图像中的第一类光斑的光信号强度的滤波值作为第 一类光斑的光信号强度；将测得的N1张第一类图像中的第二类光斑的光信号 强度的滤波值作为第二类光斑的光信号强度。

可选的，所述测得第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强 度，可包括：

分别测得N2张第一类图像中的第一区域和第二区域对应的光信号强度， 将测得的N2张第一类图像中的第一区域的光信号强度的滤波值作为第一区域 的光信号强度；将测得的N2张第一类图像中的第二区域的光信号强度的滤波 值作为第二区域的光信号强度。其中，所述N2大于或小于或等于N1，所述 N1和所述N2为正整数。

可选的，所述利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第一类 图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度可包括：

获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度；获得第一类光斑所对应 的N3个有效光信号强度的第一滤波值，将第一滤波值作为第一类光斑所对应 的有效光信号强度；获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度；获得 N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度的第二滤波值，将第二滤波值作为 第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中，所述N3大于或小于或等于所述 N4，所述N3和所述N4为正整数。

可选的，所述获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有 效光信号强度，可包括：

测得某一张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度；测得另一张 第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度，其中，所述另一张第二类图像 中的第一区域为与所述某一张第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相 同的区域；将测得的所述某一张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强 度，减去测得的所述另一张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度，以 得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其中，所述某一张第一类图像和所 述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者所述某一张第一类图像和所述 另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中，所述某一张第一类图像的拍 摄时间可先于或者晚于所述另一张第二类图像的拍摄时间。

可选的，所述获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有 效光信号强度，可包括：

测得N5张第一类图像中的第一类光斑所对应的光信号强度的第三滤波 值；测得N6张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强度的第四滤波值， 其中，上述N5张第二类图像中的第一区域为与上述N6张第一类图像中的第 一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述第三滤波值，减测得的上 述第四滤波值，以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其中，上述N5 张第一类图像和上述N6张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，其中，所述N5 大于或小于或等于所述N6，所述N5和所述N6为正整数。

可选的，所述获得第二类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有 效光信号强度，可包括：

测得某一张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度；测得另一张 第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度，其中，所述另一张第二类图像 中的第二区域为与所述某一张第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相 同的区域；将测得的所述某一张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强 度，减测得的所述另一张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度，以得 到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中所述某一张第一类图像和所述另 一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者所述某一张第一类图像和所述另一 张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中，所述某一张第一类图像的拍摄时 间可先于或晚于所述另一张第二类图像的拍摄时间。

可选的，所述获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度中的每个有 效光信号强度，可包括：

测得N7张第一类图像中的第二类光斑所对应的光信号强度对应的第五滤 波值；测得N8张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度对应的第六滤 波值，其中，所述N7张第二类图像中的第二区域为与所述N8张第一类图像 中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的所述第五滤波值，减测 得的所述第六滤波值，以得到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中，所 述N7张第一类图像和所述N8张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，其中，所 述N7大于或小于或等于所述N8，所述N7和所述N8为正整数。

可选的，所述利用所述光信号发射源与所述第一反射镜及所述第二反射镜 之间的距离、及获取到的所述第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强 度，计算得到视程，包括：

通过如下方式计算得到视程：V=2*(L₂-L₁)*lnε/ln[C*K*(S_e2/S_e1)]；

或通过如下方式计算得到视程：V=2*(L₂-L₁)*lnε/ln[C*(S_e2/S_e1)]；

其中，所述V表示视程，所述L₂表示第二反射镜与所述光信号发射源之 间的距离，所述L₁表示第一反射镜与所述光信号发射源之间的距离；所述ε 表示人眼的视觉照明阈值；所述S_e2表示所述第二类光斑对应的有效光信号强 度；所述S_e1表示第一类光斑对应的有效光信号强度；所述C表示能见度校准 因子，所述K为光路漂移修正因子，

$K=\frac{S_{e01}(x_1,y_1)S_{e02}(x_{2,\mathrm{best}},y_{2,\mathrm{best}})}{S_{e02}(x_2,y_2)S_{e01}(x_{1,\mathrm{best}},y_{1,\mathrm{best}})}$

其中，所述(x₁,y₁)表示第一类光斑的光斑中心当前在可见光图像传感器的 视场中的坐标，所述S_e01(x₁,y₁)表示已存储的光斑中心位于可见光图像传感器 视场坐标(x₁,y₁)处的第一类光斑的有效光信号强度；所述(x₂,y₂)表示第二类光 斑的光斑中心当前在可见光图像传感器的视场中的坐标，所述S_e02(x₂,y₂)表示 已存储的光斑中心位于可见光图像传感器视场坐标(x₂,y₂)处的第二类光斑的有 效光信号强度；S_e01(x_1,best,y_1,best)表示已存储的当第一类光斑和第二类光斑连线 的中点对准可见光图像传感器视场坐标原点时的第一类光斑的有效光信号强 度；S_e02(x_2,best,y_2,best)表示已存储的当第一类光斑和第二类光斑连线的中点对准 可见光图像传感器的视场坐标原点时的第二类光斑的有效光信号强度。

可选的，所述可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一 类图像之前还可包括：定位所述第一反射镜和第二反射镜的空间相互位置；驱 动所述第一云台转动，以使得所述可见光图像传感器的视场坐标原点对准第一 类光斑和第二类光斑连线的中点。进一步的，可将此时的第一类光斑中心的坐 标（x_1,best，y_1,best）、第二类光斑中心坐标（x_2,best,y_2,best）、第一类光斑的有效光信 号强度S_e01(x_1,best,y_1,best)和/或第二类光斑的有效光信号强度S_e02(x_2,best,y_2,best)进行 存储。

可选的，所述第一云台为电动云台。

可选的，所述光信号发射源包括：白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤 素等和氙气灯中的至少一种。

由上可见，本发明实施例能见度测量设备包括：收发器、近端反射器和远 端反射器。其中，收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发 射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安 装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内。由 于引入了可见光图像传感器，因此可以同时监测若干相关光信号，大大简化了 系统结构。并且，利用可见光图像传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综 合分析，有利于有效的去除信号噪声，提高了能见度测量的精度，扩大了测量 范围。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施 例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述 中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付 出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种能见度测量设备的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种应用于能见度测量设备的收发器的示意 图；

图3为本发明实施例提供的一种能见度测量方法的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种信号处理像区示意图；

图5为本发明实施例提供的一种对准示意图；

图6为本发明实施例提供的一种对准漂移补偿扫描示意图；

图7为本发明实施例提供的一种调制式信号去噪时序图。

具体实施方式

本发明实施例提供一种能见度测量设备和相关器件及能见度测量方法，以 期提高能见度测量的准确性。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施 例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所 描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发 明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所 有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

以下分别进行详细说明。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第 三”、“第四”等（如果存在）是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的 顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里 描述的本发明的实施例例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序 实施。此外，术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不 排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设 备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对 于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先请参见图1，图1是本发明实施例所提供的一种能见度测量设备的示 意图，能见度测量设备可包括：

收发器100、近端反射器200和远端反射器300。

其中，收发器100包括：

第一保护罩103、第一支架105、第一云台104、光信号发射源101和可 见光图像传感器102，其中，第一云台104安装在第一支架105上，第一保护 罩103安装在第一云台上104，光信号发射源101和可见光图像传感器102安 装在第一保护罩103内。

近端反射器200包括：第一反射镜201、第二保护罩202、第二支架204 和第二云台203，其中，第二云台203安装在第二支架204上，第二保护罩202 安装在第二云台203上，第一反射镜201安装在第二保护罩202内；

远端反射器300包括：第二反射镜301、第三保护罩302、第三支架304 和第三云台303，其中，第三云台303安装在第三支架304上，第三保护罩302 安装在第三云台303上，第二反射镜301安装在第三保护罩302内。

在本发明的一些实施例中，第一云台104可为电动云台或机械云台，第二 云台203和/或第三云台303亦可为电动云台或机械云台。

在本发明的一些实施例中，光信号发射源101例如可包括如下类型的光信 号发射源的至少一种：白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等、氙气灯或 其他类型的可见光发射源。

由上可见，本实施例提供的能见度测量设备包括收发器、近端反射器和远 端反射器。其中，收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发 射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安 装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内。由 于引入了可见光图像传感器，因此可以同时监测若干相关光信号，大大简化了 系统结构。并且，利用可见光图像传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综 合分析，有利于有效的去除信号噪声，提高了能见度测量的精度，扩大了测量 范围。

请参见图2，图2是本发明实施例所提供的一种应用于能见度测量设备的 收发器100，其中，收发器100可包括：第一保护罩103、第一支架105、第 一云台104、光信号发射源101和可见光图像传感器102，其中，第一云台104 安装在第一支架105上，第一保护罩103安装在第一云台上104，光信号发射 源101和可见光图像传感器102安装在第一保护罩103内。

在本发明的一些实施例中，第一云台104可为电动云台或机械云台。

在本发明的一些实施例中，光信号发射源101例如可包括如下类型的光信 号发射源的至少一种：白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等、氙气灯或 其他类型的可见光发射源。

研究和实践发现，在各种影响因素中，光路对准漂移和环境光噪声干扰是 能见度测量误差的两个主要来源。下面探究能见度测量方案。

参见图3，图3是本发明实施例提供的一种利用能见度测量设备测量能见 度的方法的流程示意图，其中，能见度测量设备可包括：收发器、近端反射器 和远端反射器。其中，收发器可包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光 信号发射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保 护罩安装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩 内。近端反射器可包括：第一反射镜、第二保护罩、第二支架和第二云台，其 中，第二云台安装在第二支架上，第二保护罩安装在第二云台上，第一反射镜 安装在第二保护罩内。远端反射器可包括：第二反射镜、第三保护罩、第三支 架和第三云台，其中，第三云台安装在第三支架上，第三保护罩安装在第三云 台上，第二反射镜安装在第三保护罩内。

在本发明的一些实施例中，第一云台可为电动云台或机械云台，第二云台 和/或第三云台亦可为电动云台或机械云台。

在本发明的一些实施例中，光信号发射源例如可包括如下类型的光信号发 射源的至少一种：白光发光二级管、激光器、白炽灯、卤素等、氙气灯或其他 类型的可见光发射源。

其中，若光信号发射源处于工作状态，则可见光图像传感器的视场范围内 能够拍摄到第一类光斑和第二类光斑，第一类光斑由处于工作状态的光信号发 射源所发射光信号经由第一反射镜反射形成，第二类光斑由处于工作状态的光 信号发射源所发射光信号经由第二反射镜反射形成。

如图3所示，本发明实施例提供的一种利用能见度测量设备测量能见度的 方法，可包括以下内容：

301、可见光图像传感器在光信号发射源处于工作状态时拍摄第一类图像；

302、可见光图像传感器在光信号发射源处于关闭状态时拍摄第二类图像；

303、利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别获取在第一类图像中 包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强度；

304、利用光信号发射源与第一反射镜及第二反射镜之间的距离、及获取 到的第一类光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程。

在本发明的一些实施例中，利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别 获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强 度可包括：

测得第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度；

测得第二类图像中的第一区域和第二区域所对应的光信号强度，其中，第 二类图像中的第一区域为与第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同 的区域，第二类图像中的第二区域为与第一类图像中的第二类光斑所对应区域 位置相同的区域；

将测得的第一类光斑所对应的光信号强度，减第二类图像中的第一区域所 对应的光信号强度得到第一类光斑所对应的有效光信号强度；将测得的第二类 光斑所对应的光信号强度，减第二类图像中的第二区域所对应的光信号强度得 到第二类光斑所对应的有效光信号强度。

可以看出，本实施例测量能见度所使用的能见度测量设备包括收发器、近 端反射器和远端反射器。其中，收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云 台、光信号发射源和可见光图像传感器。由于引入了可见光图像传感器，因此 可以同时监测若干相关光信号，大大简化了系统结构。并且，利用可见光图像 传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综合分析，有利于有效的去除信号噪 声进而提高了能见度测量的精度，扩大了测量范围。

在本发明的一些实施例中，测得第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑 对应的光信号强度可包括：分别测得N1张第一类图像中的第一类光斑和第二 类光斑对应的光信号强度，将测得的N1张第一类图像中的第一类光斑的光信 号强度的滤波值（例如平均值）作为第一类光斑的光信号强度；将测得的N1 张第一类图像中的第二类光斑的光信号强度的滤波值（例如平均值）作为第二 类光斑的光信号强度。

在本发明的一些实施例中，测得第二类图像中的第一区域和第二区域所对 应的光信号强度，可包括：分别测得N2张第一类图像中的第一区域和第二区 域对应的光信号强度，将测得的N2张第一类图像中的第一区域的光信号强度 的滤波值（例如平均值）作为第一区域的光信号强度；将测得的N2张第一类 图像中的第二区域的光信号强度的滤波值（例如平均值）作为第二区域的光信 号强度。其中，N2大于、小于或等于N1，N1和N2为正整数。

在本发明的另一些实施例中，利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分 别获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号 强度可包括：获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强度；获得第一类光 斑所对应的N3个有效光信号强度的第一滤波值，将第一滤波值作为第一类光 斑所对应的有效光信号强度；获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度； 获得N4个第二类光斑所对应的有效光信号强度的第二滤波值，将第二滤波值 作为第二类光斑所对应的有效光信号强度，N3大于、小于或等于N4，N3和 N4为正整数。

在本发明的一些实施例中，获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号强 度中的每个有效光信号强度，可包括：测得某一张第一类图像中的第一类光斑 所对应的光信号强度；测得另一张第二类图像中的第一区域所对应的光信号强 度，其中，上述另一张第二类图像中的第一区域为与上述某一张第一类图像中 的第一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述某一张第一类图像中 的第一类光斑所对应的光信号强度，减去测得的上述另一张第二类图像中的第 一区域所对应的光信号强度，以得到第一类光斑所对应的有效光信号强度，其 中，上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或 者上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其 中，上述某一张第一类图像的拍摄时间可先于或晚于上述另一张第二类图像的 拍摄时间。

在本发明的另一些实施例中，获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号 强度中的每个有效光信号强度，可包括：测得N5张第一类图像中的第一类光 斑所对应的光信号强度的第三滤波值；测得N6张第二类图像中的第一区域所 对应的光信号强度的第四滤波值，其中，上述N5张第二类图像中的第一区域 为与上述N6张第一类图像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域；将测 得的上述第三滤波值，减测得的上述第四滤波值，以得到第一类光斑所对应的 有效光信号强度，其中，上述N5张第一类图像和上述N6张第二类图像的拍 摄间隔小于阈值。N5大于、小于或等于N5，N5和N6为正整数。

在本发明的一些实施例中，获得第二类光斑所对应的N3个有效光信号强 度中的每个有效光信号强度，可包括：测得某一张第一类图像中的第二类光斑 所对应的光信号强度；测得另一张第二类图像中的第二区域所对应的光信号强 度，其中，上述另一张第二类图像中的第二区域为与上述某一张第一类图像中 的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测得的上述某一张第一类图像中 的第二类光斑所对应的光信号强度，减测得的上述另一张第二类图像中的第二 区域所对应的光信号强度，以得到第二类光斑所对应的有效光信号强度，其中 上述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像的拍摄间隔小于阈值，或者上 述某一张第一类图像和上述另一张第二类图像为相邻拍摄的两张图像，其中上 述某一张第一类图像的拍摄时间可先于或晚于上述另一张第二类图像的拍摄 时间。

在本发明的另一些实施例中，获得第一类光斑所对应的N3个有效光信号 强度中的每个有效光信号强度，可包括：测得N7张第一类图像中的第二类光 斑所对应的光信号强度的第五滤波值；测得N8张第二类图像中的第二区域所 对应的光信号强度的第六滤波值，其中，上述N7张第二类图像中的第二区域 为与上述N8张第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域；将测 得的上述第五滤波值，减测得的上述第六滤波值，以得到第二类光斑所对应的 有效光信号强度，其中，上述N7张第一类图像和上述N8张第二类图像的拍 摄间隔小于阈值。N7大于、小于或等于N8，N7和N8为正整数。

其中，上述举例方式，仅为利用拍摄到的第一类图像和第二类图像，分别 获取在第一类图像中包含的第一类光斑和第二类光斑所对应的有效光信号强 度的其中一些可能实施方式，当然还可根据实际需要和应用场景的变化进行相 应变化，以得到其他一些可能实施方式。

按照双折叠基线透射仪的类似测量原理，在本发明的一些实施例中，利用 所述光信号发射源与第一反射镜及第二反射镜之间的距离、及获取到的第一类 光斑和第二类光斑对应的有效光信号强度，计算得到视程，可包括：

通过如下方式计算得到视程：

V=2*(L₂-L₁)*lnε/ln[C*K*(S_e2/S_e1)]；    （公式1）

或通过如下方式计算得到视程：

V=2*(L₂-L₁)*lnε/ln[C*(S_e2/S_e1)]；    （公式2）

其中，上述公式中的V表示视程，L₂表示第二反射镜与光信号发射源之 间的距离，L₁表示第一反射镜与光信号发射源之间的距离；S_e2表示第二类光 斑对应的有效光信号强度；S_e1表示第一类光斑对应的有效光信号强度；C表 示能见度校准因子，K为光路漂移修正因子，其中，

$K=\frac{S_{e01}(x_1,y_1)S_{e02}(x_{2,\mathrm{best}},y_{2,\mathrm{best}})}{S_{e02}(x_2,y_2)S_{e01}(x_{1,\mathrm{best}},y_{1,\mathrm{best}})}$（公式3）

其中，在公式3中，(x₁,y₁)表示第一类光斑的光斑中心当前在可见光图像 传感器的视场中的坐标，S_e01(x₁,y₁)表示已存储（可能是此前最新计算得到或通 过扫描得到后存储的）的光斑中心位于可见光图像传感器视场坐标(x₁,y₁)处的 第一类光斑的有效光信号强度；(x₂,y₂)表示第二类光斑的光斑中心当前在可见 光图像传感器的视场中的坐标，S_e02(x₂,y₂)表示已存储的光斑中心位于可见光图 像传感器视场坐标(x₂,y₂)处的第二类光斑的有效光信号强度；S_e01(x_1,best,y_1,best) 表示已存储的当第一类光斑和第二类光斑连线的中点对准可见光图像传感器 视场坐标原点时的第一类光斑的有效光信号强度；S_e02(x_2,best,y_2,best)表示已存储 的当第一类光斑和第二类光斑连线的中点对准可见光图像传感器的视场坐标 原点时的第二类光斑的有效光信号强度。

参见图4，图4示出了第一反射镜和第二反射镜在可见光图像传感器所拍 摄图像中的一种相互位置关系。参见图5，图5示出了一种可见光图像传感器 拍摄扫描的轨迹示意图。

在本发明的一些实施例中，在可见光图像传感器在光信号发射源处于工作 状态时拍摄第一类图像之前还包括：定位第一反射镜和第二反射镜的空间相互 位置；驱动第一云台转动，以使得可见光图像传感器的视场坐标原点对准第一 类光斑和第二类光斑连线的中点。进一步的，可将此时的第一类光斑中心的坐 标（x_1,best,y_1,best）、第二类光斑中心坐标（x_2,best,y_2,best）、第一类光斑的有效光信 号强度S_e01(x_1，best,y_1,best)和/或第二类光斑的有效光信号强度S_e02(x_2,best,y_2,best)进行 存储，如此，以便后续利用存储的S_e01(x_1,best,y_1,best)和/或S_e02(x_2,best,y_2,best)进行K 的计算。

进一步的，随着时间或环境变化，第一反射镜、第二反射镜和/或光可见 光图像传感器可能发生位置移动，故可实时的、周期性的、在特定事件（如漂 移程度超过某预设值）的触发下或根据用户指令，驱动第一云台转动，以使得 可见光图像传感器的视场坐标原点始终对准第一类光斑和第二类光斑连线的 中点。通过自动精密光路对准、实时补偿对准漂移所带来的测量误差，甚至可 以主动抑制对准漂移。参见图6，图6示出了一种可能的调整方式，可通过驱 动第一云台转动，以使得可见光图像传感器的视场坐标原点对准第一类光斑和 第二类光斑连线的中点。

在本发明的一些实施例中，可见光图像传感器的视场坐标原点例如可以是 指定的可见光图像传感器视场中的任意一个点，优选的，可见光图像传感器的 视场坐标原点为其视场中心区域的某个点。

由于测得的第一类图像中的第一类光斑和第二类光斑对应的光信号强度 中除了有效信号的成分外，还可能包括探测器基底噪声和环境光噪声。为提取 有效信号，可基于图7所示时序图控制相邻两个拍摄周期，可见光图像传感器 可分别拍摄到光信号发射源处于工作状态和关闭状态时的图像，后续可将相邻 两幅图像中提取的相应区域的光信号强度之差，作为第一类光斑和第二类光斑 对应的有效信号值。为消除随机涨落，实践中常连续拍摄2N张图片进行算术 平均后再进行能见度计算。

其中，第一类光斑对应的有效光信号强度Se1例如可为：

$S_{e1}=\frac{{\Sigma }_{i=1}^N(S_{\mathrm{1,2}i-1}-S_{\mathrm{1,2}i})}{N}$（公式4）

其中，第二类光斑对应的有效光信号强度Se2例如可为：

$S_{e2}=\frac{{\Sigma }_{i=1}^N(S_{\mathrm{2,2}i-1}-S_{\mathrm{2,2}i})}{N}$（公式5）

其中，公式4和公式5中，N表示连续拍摄的图像张数的一半，S_1，2i-1表 示测得的第一类图像（拍摄的第2i-1张图像）中的第一类光斑对应的光信号强 度；S_2，2i-1表示测得的第一类图像（拍摄的第2i-1张图像）中的第二类光斑对 应的光信号强度；S_1，2i表示测得的第二类图像（拍摄的第2i张图像）中的第一 区域对应的光信号强度；S_2，2i表示测得的第二类图像（拍摄的第2i张图像）中 的第二区域对应的光信号强度，其中，第二类图像中的第一区域为与第一类图 像中的第一类光斑所对应区域位置相同的区域，第二类图像中的第二区域为与 第一类图像中的第二类光斑所对应区域位置相同的区域。

需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述 为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述 的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同 时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均 属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没 有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

由上可见，本发明实施例能见度测量设备包括：收发器、近端反射器和远 端反射器。其中，收发器包括：第一保护罩、第一支架、第一云台、光信号发 射源和可见光图像传感器，其中，第一云台安装在第一支架上，第一保护罩安 装在第一云台上，光信号发射源和可见光图像传感器安装在第一保护罩内。由 于引入了可见光图像传感器，因此可以同时监测若干相关光信号，大大简化了 系统结构。并且，利用可见光图像传感器拍摄到的第一类图像和第二类图像综 合分析，有利于有效的去除信号噪声，提高了能见度测量的精度，扩大了测量 范围。

进一步的，采用双折叠基线机制，有利于较大的降低镜面污染对测量精度 的影响；通过自动机械控制，实现了对光路对准漂移的实时监控、实时补偿和 主动抑制；若光信号发射源为白光发光二级管，白光发光二级管的宽带白光和 可见光图像传感器的光谱响应为人眼响应的光谱范围提供了理想匹配，更能反 映出人眼对能见度的生理感受，测得更科学合理。

本发明实施例还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存 储有程序，该程序执行时包括上述方法实施例中记载的能见度测量方法的部分 或全部步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其 它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单 元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例 如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽 略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连 接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其 它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为 单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者 也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部 单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中， 也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元 中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的 形式实现。

所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售 或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发 明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全 部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储 介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备（可为个人计算机、服务器或 者网络设备等）执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的 存储介质包括：U盘、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）、随机存取存 储器（RAM，Random Access Memory）、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以 存储程序代码的介质。

以上所述，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽 管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理 解：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；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱 离本发明各实施例技术方案的精神和范围。