一种沙尘天气预警方法

摘要

本发明涉及天气预警技术领域，具体涉及一种沙尘天气预警方法。包括：在受沙尘天气影响的区域中获取测试地点的户外图像数据；设置基准图像数据，基准图像数据包括若干基准图片，基准图片通过在测试地点无沙尘天气时采集得到；将户外图像数据与基准图像数据进行比对，以确认沙尘天气对测试地点处的视觉影响程度；根据视觉影响程度和外部气象数据做出居民出行预警。其能够帮助确定沙尘天气的实际影响范围的边界，便于给出更加准确地出行预警，对于提高预警精准度、降低沙尘天气对正常活动的影响程度而言具有积极的辅助效果。

说明书

技术领域

本发明涉及天气预警技术领域，具体而言，涉及一种沙尘天气预警方法。

背景技术

传统的对沙尘天气的预警手段主要是针对沙尘天气的整体情况和发展趋势进行预测，具有一定的全局性和宏观性。对于各个地方的实际出行指示、活动预警来说，准确度还不是特别高，尤其是对于处于沙尘天气影响范围边界上的区域来说，准确度会更低。

有鉴于此，特提出本申请。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沙尘天气预警方法，其能够帮助确定沙尘天气的实际影响范围的边界，便于给出更加准确地出行预警，对于提高预警精准度、降低沙尘天气对正常活动的影响程度而言具有积极的辅助效果。

本发明的实施例是这样实现的：

一种沙尘天气预警方法，其包括：

在受沙尘天气影响的区域中获取测试地点的户外图像数据。

设置基准图像数据，基准图像数据包括若干基准图片，基准图片通过在测试地点无沙尘天气时采集得到。

将户外图像数据与基准图像数据进行比对，以确认沙尘天气对测试地点处的视觉影响程度。

根据视觉影响程度和外部气象数据做出居民出行预警。

进一步地，户外图像数据通过在测试地点获取目标物的图像而得到，目标物为多个并分布于测试地点的不同方向，且每个目标物与测试地点之间的间距均大于或等于200m。

进一步地，在测试地点的不同的测试方向上均设置有多个目标物，在同一测试方向上的多个目标物与测试地点的距离不同。

进一步地，对于有风天气，测试方向至少包括：来风方向、与来风方向相反的方向、和与来风方向相垂直的方向。

进一步地，在测试地点设置图像采集装置，以对户外图像数据进行采集。

其中，图像采集装置包括：基座、立柱、转动体、连接座、锁定件、转动杆和风向标。

立柱安装于基座，转动体可转动地配合于立柱，转动体设置有用于图像采集的镜头。镜头的朝向与风向标的指向相同。

风向标可转动地安装于立柱的顶部，风向标与转动杆固定连接，转动杆沿立柱的轴向设置并可转动地配合于立柱，转动杆的底端与连接座固定连接，连接座可转动地配合于立柱。

锁定件与转动杆配合，用于选择性地锁定转动杆一限制其转动。

转动体与连接座配合，连接座安装有驱动器，驱动器用于驱动转动体相对连接座进行转动。

进一步地，利用图像采集装置对户外图像数据进行采集的流程包括：

在有风状态下，解除锁定件对转动杆的锁定，利用风向标对风向进行定位，使镜头朝向风的来向。

利用锁定件对转动杆进行锁定，通过镜头获取在来风方向的户外图像数据。

利用驱动器驱动转动体相对连接座进行转动，分别在与来风方向相反的方向、和与来风方向相垂直的方向获取户外图像数据。

进一步地，立柱包括同轴且间隔设置的第一柱体和第二柱体，第一柱体设于第二柱体上方，第一柱体和第二柱体之间通过连接柱固定连接，若干连接柱沿第一柱体和第二柱体的周向分布。

转动体可转动地设于第一柱体和第二柱体之间，且转动体位于若干的连接柱所围成的空间之内。

第一柱体具有由其顶部延伸至其底部的内腔，转动杆和连接座均可转动地设于其内腔当中。

进一步地，转动体具有依次间隔设置的第一腔体、第二腔体和第三腔体，第二腔体沿转动体的径向设置，且第二腔体的长度方向与风向标的长度方向平行。在风向标的指向上，第二腔体的前端端壁开设有进风口，第二腔体的后端端壁开设有出风口。

镜头设于第二腔体内并朝向进风口设置。第一腔体内设置有用于控制进风口和出风口开闭的控制组件。第三腔体内设置有吹气组件，吹气组件的吹气口延伸至第二腔体并靠近进风口设置，吹气口朝向出风口设置。

进一步地，控制组件包括：伺服电机和控制环。

控制环与转动体同心设置，控制环可转动地配合于转动体。其中，控制环由第一腔体贯穿延伸至第二腔体靠近进风口的一端，并继续贯穿延伸至第三腔体，并继续贯穿至第二腔体靠近出风口的一端，最后贯穿回到第一腔体中。

控制环的内环壁设有齿条，伺服电机与齿条传动配合，以用于控制控制环转动。

控制环开设有用于与进风口适配的第一开口和用于与出风口适配的第二开口。控制环包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态。当控制环处于第一工作状态时，进风口和出风口均被控制环封闭。当控制环处于第二工作状态时，第二开口与出风口对齐，出风口开启，进风口封闭。当控制环处于第三工作状态时，第二开口与出风口对齐，且第一开口与进风口对齐，进风口和出风口均开启。

进一步地，将基准图像数据作为数据集进行机器学习，以建立测试地点无沙尘天气时的基准图像数据模型。将户外图像数据与基准图像数据模型进行比对，以确认沙尘天气对测试地点处的视觉影响程度。

本发明实施例的技术方案的有益效果包括：

本发明实施例提供的沙尘天气预警方法能够帮助确定沙尘天气的实际影响范围的边界，便于给出更加准确地出行预警，对于提高预警精准度、降低沙尘天气对正常活动的影响程度而言具有积极的辅助效果。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的内部结构示意图；

图4为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的控制环处于第一工作状态时的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的控制环的第一视角的结构示意图；

图6为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的控制环的第二视角的结构示意图；

图7为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的进风口开启时的结构示意图(控制环未示出时)；

图8为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的进风口开启时的结构示意图(控制环示出时)；

图9为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的控制环处于第二工作状态时的结构示意图；

图10为本发明实施例提供的沙尘天气预警方法中使用到的图像采集装置的控制环处于第三工作状态时的结构示意图。

附图标记说明：

图像采集装置1000；基座100；立柱200；第一柱体210；第二柱体220；连接柱230；转动体300；第一腔体310；伺服电机311；控制环312；第一开口312a；第二开口312b；弧形连接杆312c；第二腔体320；进风口321；出风口322；第三腔体330；吹气组件331；吹气口332；镜头400；连接座500；驱动器510；锁定件600；转动杆700；风向标800。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，术语“平行”、“垂直”等并不表示要求部件绝对平行或垂直，而是可以稍微倾斜。如“平行”仅仅是指其方向相对“垂直”而言更加平行，并不是表示该结构一定要完全平行，而是可以稍微倾斜。

此外，术语“水平”、“竖直”、“悬垂”等术语并不表示要求部件绝对水平或悬垂，而是可以稍微倾斜。如“水平”仅仅是指其方向相对“竖直”而言更加水平，并不是表示该结构一定要完全水平，而是可以稍微倾斜。

“大致”、“基本”等用语旨在说明相关内容并不是要求绝对的精确，而是可以有一定的偏差。例如：“大致等于”并不仅仅表示绝对的相等，由于实际生产、操作过程中，难以做到绝对的“相等”，一般都存在一定的偏差。因此，除了绝对相等之外，“大致等于”还包括上述的存在一定偏差的情况。以此为例，其他情况下，除非有特别说明，“大致”、“基本”等用语均为与上述类似的含义。

在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例

请参照图1，本实施例提供一种沙尘天气预警方法，沙尘天气预警方法包括：

在受沙尘天气影响的区域中获取测试地点的户外图像数据。

设置基准图像数据，基准图像数据包括若干基准图片，基准图片通过在测试地点无沙尘天气时采集得到。

将户外图像数据与基准图像数据进行比对，以确认沙尘天气对测试地点处的视觉影响程度。以及

根据视觉影响程度和外部气象数据做出居民出行预警。

需要说明的是，沙尘天气预警方法适用于对沙尘易发区域进行监测和预警。其中，测试地点可以根据实际情况灵活选择。为了获取更加准确的预警结果，一般来说，测试地点的数量越多越好，在区域内分布越均匀越好。

户外图像数据和基准图像数据均可采用图片的形式。

具体的，户外图像数据通过在测试地点获取目标物的图像而得到，目标物为多个并分布于测试地点的不同方向，且每个目标物与测试地点之间的间距均大于或等于200m。

在测试地点的不同的测试方向上均设置有多个目标物，在同一测试方向上的多个目标物与测试地点的距离不同。

对于有风天气，测试方向至少包括：来风方向、与来风方向相反的方向、和与来风方向相垂直的方向。

通过以上手段，可以使采集得到的户外图像数据更加全面，有助于提高结果的准确性。特别是在来风方向、与来风方向相反的方向、和与来风方向相垂直的方向等方向上，更是考量沙尘天气影响程度的重要指标。

此外，在本发明其他的实施例中，还可以将基准图像数据作为数据集进行机器学习，以建立测试地点无沙尘天气时的基准图像数据模型。将户外图像数据与基准图像数据模型进行比对，以确认沙尘天气对测试地点处的视觉影响程度。这样可以进一步提高结果的准确度。

其中，使基准图片涵盖测试地点各个方向上(全视角)不同时间段的图像数据，能够进一步提高结果准确度，有效排除其他因素的干扰。

请结合图2～10，在本发明又一些的实施例中，还可以在测试地点设置图像采集装置1000，以对户外图像数据进行采集。

其中，图像采集装置1000包括：基座100、立柱200、转动体300、连接座500、锁定件600、转动杆700和风向标800。

基座100可以安装于地面，但不限于此。

立柱200安装于基座100并垂直于基座100设置，转动体300可转动地配合于立柱200，转动体300设置有用于图像采集的镜头400。镜头400的朝向与风向标800的指向相同。

风向标800可转动地安装于立柱200的顶部，风向标800与转动杆700固定连接，转动杆700沿立柱200的轴向设置并可转动地配合于立柱200，转动杆700的底端与连接座500固定连接，连接座500可转动地配合于立柱200。

锁定件600与转动杆700配合，用于选择性地锁定转动杆700一限制其转动。本申请中的“选择性地锁定”是指在需要锁定的时候可以进行锁定，在不需要锁定的时候可以解锁。锁定件600包括但不限于转轴锁定机构。

转动体300与连接座500配合，连接座500安装有驱动器510，驱动器510用于驱动转动体300相对连接座500进行转动。驱动器510不作动时，可以限制转动体300相对连接座500发生转动。驱动器510可以采用配合有断电保护型的制动器的伺服马达，但不限于此。

具体的，立柱200包括同轴且间隔设置的第一柱体210和第二柱体220，第一柱体210设于第二柱体220上方，第一柱体210和第二柱体220之间通过连接柱230固定连接，若干连接柱230沿第一柱体210和第二柱体220的周向分布，且连接柱230均靠近第一柱体210和第二柱体220的边缘设置。

转动体300可转动地设于第一柱体210和第二柱体220之间，且转动体300位于若干的连接柱230所围成的空间之内。

第一柱体210具有由其顶部延伸至其底部的内腔，转动杆700和连接座500均可转动地设于其内腔当中。在第一柱体210的顶部，内腔的顶端内径与转动杆700的直径相适配。锁定件600也设于第一柱体210的内腔当中。

进一步地，转动体300具有依次间隔设置的第一腔体310、第二腔体320和第三腔体330，第一腔体310和第三腔体330分设于第二腔体320的两侧。第二腔体320沿转动体300的径向设置，且第二腔体320的长度方向与风向标800的长度方向平行。在风向标800的指向上，第二腔体320的前端端壁开设有进风口321，第二腔体320的后端端壁开设有出风口322。

镜头400设于第二腔体320内并朝向进风口321设置。第一腔体310内设置有用于控制进风口321和出风口322开闭的控制组件。第三腔体330内设置有吹气组件331，吹气组件331的吹气口332延伸至第二腔体320并靠近进风口321设置，吹气口332朝向出风口322设置。

其中，控制组件包括：伺服电机311和控制环312。

控制环312与转动体300同心设置，控制环312可转动地配合于转动体300。

其中，控制环312可以看做是：由第一腔体310贯穿延伸至第二腔体320靠近进风口321的一端，并继续贯穿延伸至第三腔体330靠近进风口321的一端，并从第三腔体330的另一端继续贯穿至第二腔体320靠近出风口322的一端，最后贯穿回到第一腔体310中构成环状结构。在本实施例中，转动体300呈圆柱状，控制环312为圆环状。

控制环312的内环壁设有齿条，伺服电机311与齿条传动配合，以用于控制控制环312转动。

控制环312开设有用于与进风口321适配的第一开口312a和用于与出风口322适配的第二开口312b。

控制环312包括第一工作状态、第二工作状态和第三工作状态。当控制环312处于第一工作状态时，进风口321和出风口322均被控制环312封闭。当控制环312处于第二工作状态时，第二开口312b与出风口322对齐，出风口322开启，进风口321封闭。当控制环312处于第三工作状态时，第二开口312b与出风口322对齐，且第一开口312a与进风口321对齐，进风口321和出风口322均开启。

其中，沿控制环312的周向，第一开口312a的长度小于第二开口312b的长度。在本实施例中，沿控制环312的周向，第一开口312a的长度为第二开口312b的长度的一半。进风口321和出风口322大小相同。

在本实施例中，第一开口312a和第二开口312b均可看作是将控制环312截取一段下来，然后利用一弧形连接杆312c将截断部位两端连接形成。弧形连接杆312c的曲率与控制环312的曲率相同，且弧形连接杆312c位于截断部位的中部。

利用图像采集装置1000对户外图像数据进行采集的流程包括但不限于：

在有风状态下，解除锁定件600对转动杆700的锁定，利用风向标800对风向进行定位，使镜头400朝向风的来向。

利用锁定件600对转动杆700进行锁定，通过镜头400获取在来风方向的户外图像数据。

利用伺服电机311驱动控制环312，使控制环312从第一工作状态依次进入第二工作状态和第三工作状态，进入第三工作状态后，利用镜头400进行户外图像数据采集。此时，由于进风口321和出风口322都开启，第二腔体320内不容易沉积沙尘。

采集完毕后，将控制环312切换至第二工作状态，进风口321关闭，不会有新的沙尘进入第二腔体320。利用吹气组件331将第二腔体320中剩余的沙尘从出风口322吹出后，再将控制环312切换至第一工作状态，就完成了一个方向上的采集。

此时，利用驱动器510驱动转动体300相对连接座500转动，即可对其他方向进行采集。

对于与来风方向相垂直的方向上的采集，可以参照上述方式。

对于与来风方向相反的方向的采集，可以在镜头400采集数据后不立即将控制环312切换至第二工作状态，而是利用锁定件600释放对转动杆700的锁定，借助风向标800使镜头400重新朝向风的来向，此时再利用上述的方式关闭进风口321和出风口322即可。

综上所述，本发明实施例提供的沙尘天气预警方法能够帮助确定沙尘天气的实际影响范围的边界，便于给出更加准确地出行预警，对于提高预警精准度、降低沙尘天气对正常活动的影响程度而言具有积极的辅助效果。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。