一種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開一種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，其包括可控?zé)粝洹z像機(jī)、抓拍控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸模塊以及上位機(jī)。所述可控?zé)粝潆娦赃B接供電電源，所述攝像機(jī)電性連接抓拍控制系統(tǒng)，所述抓拍控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與上位機(jī)電性連接。本發(fā)明根據(jù)可控?zé)粝浔环e雪覆蓋的狀況完成積雪深度的精確探測，解決了傳統(tǒng)積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)由于風(fēng)速、不平整雪面、低吹雪、較低溫度等因素影響測量的精度的問題。
【專利說明】—種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及積雪深度監(jiān)測【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]目前，用的比較普遍的測雪系統(tǒng)為超聲波積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，它是應(yīng)用超聲波在聲阻抗不同的兩種物質(zhì)界面上產(chǎn)生反射的性質(zhì)測量界面距離的原理來測量雪的深度。然而，超聲波積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)會由于風(fēng)速、不平整雪面、低吹雪、較低溫度等因素影響測量的精度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于通過一種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，來解決以上【背景技術(shù)】部分提到的問題。
[0004]為達(dá)此目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案:
[0005]一種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，其包括可控?zé)粝?、攝像機(jī)、抓拍控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸模塊以及上位機(jī)；
[0006]所述可控?zé)粝潆娦赃B接供電電源，用于根據(jù)外界環(huán)境光照強(qiáng)度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度；
[0007]所述攝像機(jī)電性連接抓拍控制系統(tǒng)，用于執(zhí)行抓拍控制系統(tǒng)輸出的抓拍指令，采集可控?zé)粝涞囊曨l圖像；
[0008]所述抓拍控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，用于輸出抓拍指令，控制攝像機(jī)的拍攝動作，并接收攝像機(jī)抓 拍的視頻圖像，輸出給數(shù)據(jù)傳輸模塊；
[0009]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與上位機(jī)電性連接，用于將所述視頻圖像輸出給上位機(jī)；
[0010]所述上位機(jī)用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出的可控?zé)粝涞囊曨l圖像，并對視頻圖像的變化進(jìn)行判別，獲得積雪深度信息。
[0011]特別地，所述可控?zé)粝浒≧C電路、放大電路、光敏電阻以及LED燈，其中，所述RC電路與供電電源連接，放大電路與RC電路、光敏電阻連接，LED燈連接光敏電阻；供電電源產(chǎn)生一個(gè)方波，方波經(jīng)過RC電路和放大電路后，轉(zhuǎn)換為三角波，光敏電阻根據(jù)外界環(huán)境的不同光強(qiáng)得到不同電阻值，電阻分壓后得到可變電壓，利用該可變電壓對三角波進(jìn)行調(diào)制，得出一個(gè)占空比可調(diào)的方波，線性調(diào)節(jié)LED燈的亮度。
[0012]特別地，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊選用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
[0013]特別地，所述上位機(jī)選用計(jì)算機(jī)。
[0014]本發(fā)明提供的基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)具有如下優(yōu)點(diǎn):一、可控?zé)粝淠芨鶕?jù)外界環(huán)境的光照強(qiáng)度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度。可控?zé)粝涞陌l(fā)光根據(jù)占空比可調(diào)的方波從不發(fā)光、不連續(xù)發(fā)光到連續(xù)發(fā)光，可使得燈箱在白天光照強(qiáng)度強(qiáng)時(shí)熄滅，傍晚天色變暗開始發(fā)光，并且在夜間只提供一個(gè)能夠采集的暗光源，節(jié)能效果較好。二、采用視頻圖像識別技術(shù)，根據(jù)可控?zé)粝浔环e雪覆蓋的狀況進(jìn)行雪情探測。采用視頻圖像識別技術(shù)分析可控?zé)粝涞囊曨l圖像，精確測量積雪深度；根據(jù)積雪深度增量，測量實(shí)時(shí)降雪量。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)框圖；
[0016]圖2為本發(fā)明實(shí)施例提供的可控?zé)粝浣Y(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明?？梢岳斫獾氖牵颂幩枋龅木唧w實(shí)施例僅僅用于解釋本發(fā)明，而非對本發(fā)明的限定。另外還需要說明的是，為了便于描述，附圖中僅示出了與本發(fā)明相關(guān)的部分而非全部內(nèi)容。
[0018]請參照圖1和圖2所示，本實(shí)施例中基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)具體包括可控?zé)粝?01、攝像機(jī)102、抓拍控制系統(tǒng)103、數(shù)據(jù)傳輸模塊104以及上位機(jī)105。
[0019]所述可控?zé)粝?01電性連接供電電源201，用于根據(jù)外界環(huán)境光照強(qiáng)度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度。
[0020]于本實(shí)施例，所述可控?zé)粝?01包括RC電路1011、放大電路1012、光敏電阻1013以及LED燈1014。其中，所述RC電路1011與供電電源201連接，放大電路1012與RC電路1011、光敏電阻1013連接，LED燈1014連接光敏電阻1013。供電電源201產(chǎn)生一個(gè)方波，方波經(jīng)過RC電路1011和放大電路1012后，轉(zhuǎn)換為三角波，光敏電阻1013根據(jù)外界環(huán)境的不同光強(qiáng)得到不同電阻值，電阻分壓后得到可變電壓，利用該可變電壓對三角波進(jìn)行調(diào)制，得出一個(gè)占空比可調(diào)的方波，線性調(diào)節(jié)LED燈1014的亮度。在黑暗環(huán)境中可控?zé)粝?01保持一個(gè)基本可識別的亮度，隨著黑暗環(huán)境的變亮，燈光亮度隨之增加，當(dāng)外界光照強(qiáng)度能夠使得攝像機(jī)102采集燈箱的圖像比較清晰時(shí)，燈箱的燈光熄滅，從而達(dá)到很好的節(jié)能效果。白天燈箱熄滅，系統(tǒng)轉(zhuǎn)為輪廓識別模式。
[0021]所述攝像機(jī)102電性連接抓拍控制系統(tǒng)103，用于執(zhí)行抓拍控制系統(tǒng)103輸出的抓拍指令，采集可控?zé)粝?01的視頻圖像。攝像機(jī)102的種類很多，本實(shí)施例中選用常用的高清攝像機(jī)102即可實(shí)現(xiàn)，在此不再贅述。
[0022]所述抓拍控制系統(tǒng)103與數(shù)據(jù)傳輸模塊104連接，用于輸出抓拍指令，控制攝像機(jī)102的拍攝動作，并接收攝像機(jī)102抓拍的視頻圖像，輸出給數(shù)據(jù)傳輸模塊104。
[0023]所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104與上位機(jī)105電性連接，用于將所述視頻圖像輸出給上位機(jī)105。于本實(shí)施例,所述數(shù)據(jù)傳輸模塊104選用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊,實(shí)現(xiàn)抓拍控制系統(tǒng)103與上位機(jī)105之間的無線數(shù)據(jù)傳輸。
[0024]所述上位機(jī)105用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊104輸出的可控?zé)粝?01的視頻圖像，并對視頻圖像的變化進(jìn)行判別，獲得積雪深度信息。
[0025]于本實(shí)施例，所述上位機(jī)105選用計(jì)算機(jī)。上位機(jī)105收到可控?zé)粝?01的視頻圖像后，采用視頻圖像識別技術(shù)，對視頻圖像變化進(jìn)行判別，獲得積雪深度信息。具體過程如下:首先將圖片取紅和灰階化，然后將圖片進(jìn)行切片，獲取靠近圖片中豎軸兩邊的兩塊與原圖等高度的圖片，左邊用于白天測量，右邊用于晚上測量，圖片上方的0.1m作為像素樣板，用于計(jì)算顏色閾值，根據(jù)這個(gè)閾值將圖片二值化，得到純黑白圖片，最后根據(jù)圖片以及實(shí)際設(shè)備的比例計(jì)算出積雪深度。
[0026]本發(fā)明的技術(shù)方案具有如下優(yōu)點(diǎn):一、可控?zé)粝淠芨鶕?jù)外界環(huán)境的光照強(qiáng)度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度?？煽?zé)粝涞陌l(fā)光根據(jù)占空比可調(diào)的方波從不發(fā)光、不連續(xù)發(fā)光到連續(xù)發(fā)光，可使得燈箱在白天光照強(qiáng)度強(qiáng)時(shí)熄滅，傍晚天色變暗開始發(fā)光，并且在夜間只提供一個(gè)能夠采集的暗光源，節(jié)能效果較好。二、采用視頻圖像識別技術(shù)，根據(jù)可控?zé)粝浔环e雪覆蓋的狀況完成積雪深度的精確探測，解決了傳統(tǒng)積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)由于風(fēng)速、不平整雪面、低吹雪、較低溫度等因素影響測量的精度的問題。
[0027]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言，本發(fā)明可以有各種改動和變化。凡在本發(fā)明的精神和原理之內(nèi)所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，包括可控?zé)粝?、攝像機(jī)、抓拍控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)傳輸模塊以及上位機(jī)； 所述可控?zé)粝潆娦赃B接供電電源，用于根據(jù)外界環(huán)境光照強(qiáng)度，實(shí)時(shí)調(diào)節(jié)燈光亮度； 所述攝像機(jī)電性連接抓拍控制系統(tǒng)，用于執(zhí)行抓拍控制系統(tǒng)輸出的抓拍指令，采集可控?zé)粝涞囊曨l圖像； 所述抓拍控制系統(tǒng)與數(shù)據(jù)傳輸模塊連接，用于輸出抓拍指令，控制攝像機(jī)的拍攝動作，并接收攝像機(jī)抓拍的視頻圖像，輸出給數(shù)據(jù)傳輸模塊； 所述數(shù)據(jù)傳輸模塊與上位機(jī)電性連接，用于將所述視頻圖像輸出給上位機(jī)； 所述上位機(jī)用于接收數(shù)據(jù)傳輸模塊輸出的可控?zé)粝涞囊曨l圖像，并對視頻圖像的變化進(jìn)行判別，獲得積雪深度信息。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述可控?zé)粝浒≧C電路、放大電路、光敏電阻以及LED燈，其中，所述RC電路與供電電源連接，放大電路與RC電路、光敏電阻連接，LED燈連接光敏電阻；供電電源產(chǎn)生一個(gè)方波，方波經(jīng)過RC電路和放大電路后，轉(zhuǎn)換為三角波，光敏電阻根據(jù)外界環(huán)境的不同光強(qiáng)得到不同電阻值，電阻分壓后得到可變電壓，利用該可變電壓對三角波進(jìn)行調(diào)制，得出一個(gè)占空比可調(diào)的方波，線性調(diào)節(jié)LED燈的亮度。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述數(shù)據(jù)傳輸模塊選用無線數(shù)據(jù)傳輸模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3之一所述的基于可控光源的積雪深度監(jiān)測系統(tǒng)，其特征在于，所述上位機(jī)選用計(jì)算機(jī)。
【文檔編號】G01B11/22GK103438822SQ201310413929
【公開日】2013年12月11日 申請日期:2013年9月11日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月11日
【發(fā)明者】袁成松, 朱亞田, 禹勝林 申請人:無錫信大氣象傳感網(wǎng)科技有限公司