專利名稱：夜間成像云高測量方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種云高的測量方法，特別是一種在夜間測量云高的方法。
背景技術(shù)：
云高是指云底到地面的垂直距離。云高的測量對于航空航天領(lǐng)域具有重要意義，是航天 器升空的重要參考數(shù)據(jù)。傳統(tǒng)的云高測量裝置有云幕燈、紅外測云儀、激光測云儀等。其中 云幕燈只能應(yīng)用于層狀云層云高的測量，局限性較大。激光測云儀的優(yōu)點是準確度高，使用 快速便捷，缺點是成本較高，只能進行天空單點云高測量。利用紅外測量云高的方法是采用 紅外測量裝置對大氣紅外輻射進行測量，其測量方法較為復(fù)雜，且準確度難于把握，紅外線 測量裝置的成本同樣較高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供一種夜間成像云高測量方法，要解決以較低的成本、更簡單的方法測量云高 的技術(shù)問題。
本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是 一種夜間成像云高測量方法，其特征在于
步驟l:相隔一段距離分別設(shè)置一圖像采集器和一激光光源，并使圖像采集器的鏡頭光 軸與激光光源的光軸均與水平面垂直。
步驟2:開啟激光光源，同時用圖像采集器采集激光光柱的成像平面。
步驟3:選取圖像采集器的焦點為B，激光光源的發(fā)射點為C，激光光柱的頂點為A，在圖 像采集器的鏡頭光軸上取一點E，使A點到E點的線段平行于B點到C點的線段，在成像平面上 找到A點在成像平面上的投影點A'和E點在成像平面上的投影點E'，量算E'點與A'點之間的距 離A' E'。
步驟4:根據(jù)AC二 E'BXBC/A'E'計算云高，其中E'B為圖像采集器的焦距，BC為圖像采集 器與激光光源之間的距離。
所述圖像采集器與激光光源之間的距離BC可為200 800米。 所述圖像采集器可為可見光圖像采集器或是紅外成像裝置。 所述可見光圖像采集器可為相機或攝像機。 本發(fā)明的有益效果如下
3本發(fā)明采用了一個圖像采集器和一個激光光源，兩者相隔一定距離，然后用圖像采集器 拍攝激光光源發(fā)出的激光光柱，再通過平面幾何的原理計算A到地面的距離即云高，具有測 量方法、測量步驟簡單，測量結(jié)果準確的優(yōu)點。本發(fā)明所使用的設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，只需一個圖 像采集器和一個激光光源，價格低廉，以較低的成本解決了云高的測量問題，并適用于各種 各樣的云層的云高測量，可廣泛應(yīng)用于航空、航天、氣象等領(lǐng)域。


下面結(jié)合附圖和實施例對本發(fā)明進一步說明。
圖1是本發(fā)明步驟1和步驟2的示意圖。
圖2是本發(fā)明步驟3和步驟4的示意圖。
l一圖像采集器、2 —激光光源、3 —云底、4一成像平面、5 —激光光柱。
具體實施例方式
實施例參見圖l、圖2，這種夜間成像云高測量方法，其步驟為
步驟l:相隔一段距離分別設(shè)置一圖像采集器1和一激光光源2，并使圖像采集器l的鏡頭
光軸與激光光源2的光軸均與水平面垂直。
步驟2:開啟激光光源2，同時用圖像采集器1采集激光光柱5的成像平面4。
步驟3:選取圖像采集器1的焦點為B，激光光源2的發(fā)射點為C，激光光柱的頂點為A，在
圖像采集器l的鏡頭光軸上取一點E，使A點到E點的線段平行于B點到C點的線段，在成像平面
4上找到A點在成像平面上的投影點A'和E點在成像平面上的投影點E'，量算E'點與A'點之間
的距離A' E'。
步驟4:根據(jù)AC二 E'BXBC/A'E'計算云高，其中E'B為圖像采集器l的焦距，BC為圖像采 集器1與激光光源2之間的距離。
所述圖像采集器1為可見光圖像采集器或是紅外成像裝置， 一般可見光圖像采集器可選 擇相機或攝像機等，本實施例采用相機，相機的鏡頭光軸與水平面垂直，在距相機一定距離 設(shè)激光光源2，激光光源2與相機的距離即為BC，所述激光光柱的頂點A也就是激光光柱5與云 底3的交點，所以AC即為云高。 一般激光光源2與相機的距離BC為200 800米，本實施例選取 500米，再根據(jù)圖2給出的激光光柱的頂點A與在成像平面中的A'的關(guān)系，BC /A'E'=AC/E'B， E'B是焦距已知，BC已知，A' E'可以從照片上測得，所以云高AC二 E'BXBC /A'E'。
權(quán)利要求
1.一種夜間成像云高測量方法，其特征在于步驟1相隔一段距離分別設(shè)置一圖像采集器(1)和一激光光源(2)，并使圖像采集器(1)的鏡頭光軸與激光光源(2)的光軸均與水平面垂直；步驟2開啟激光光源(2)，同時用圖像采集器(1)采集激光光柱(5)的成像平面(4)；步驟3選取圖像采集器(1)的焦點為B，激光光源(2)的發(fā)射點為C，激光光柱的頂點為A，在圖像采集器(1)的鏡頭光軸上取一點E，使A點到E點的線段平行于B點到C點的線段，在成像平面(4)上找到A點在成像平面上的投影點A’和E點在成像平面上的投影點E’，量算E’點與A’點之間的距離A’E’；步驟4根據(jù)AC＝E’B×BC/A’E’計算云高，其中E’B為圖像采集器(1)的焦距，BC為圖像采集器(1)與激光光源(2)之間的距離。
2.根據(jù)權(quán)利要求l所述的夜間成像云高測量方法，其特征在于所述 圖像采集器(1)與激光光源(2)之間的距離BC為200 800米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的夜間成像云高測量方法，其特征在于 所述圖像采集器(1)為可見光圖像采集器或是紅外成像裝置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的夜間成像云高測量方法，其特征在于所述 可見光圖像采集器為相機或攝像機。
全文摘要
一種夜間成像云高測量方法，步驟1相隔一段距離分別設(shè)置一圖像采集器和一激光光源，并使圖像采集器的鏡頭光軸與激光光源的光軸均與水平面垂直；步驟2開啟激光光源，同時用圖像采集器采集激光光柱的成像平面；步驟3選取圖像采集器的焦點為B，激光光源的發(fā)射點為C，激光光柱的頂點為A，在圖像采集器的鏡頭光軸上取一點E，使A點到E點的線段平行于B點到C點的線段，在成像平面上找到A點在成像平面上的投影點A’和E點在成像平面上的投影點E’，量算E’點與A’點之間的距離A’E’；步驟4根據(jù)AC＝E’B×BC/A’E’計算云高。本方法測量步驟簡單，測量結(jié)果準確的優(yōu)點，以較低的成本解決了云高的測量問題，并適用于各種各樣的云層的云高測量。
文檔編號G01C3/00GK101539424SQ20091030198
公開日2009年9月23日 申請日期2009年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月29日
發(fā)明者馬舒慶 申請人:中國氣象局氣象探測中心