System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 面向交通网络环境气象采集系统技术方案_技高网
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面向交通网络环境气象采集系统技术方案

技术编号:40148064 阅读:10 留言:0更新日期:2024-01-24 00:44
本申请公开了一种面向交通网络环境气象采集系统,包括光学发射接收端、光学反射端和支撑机构;光学发射接收端设置在支撑机构的一侧,光学反射端设置在支撑机构的另一侧;光学发射接收端包括第一光检测器、处理单元和光电转换模块;第一光检测器、光电转换模块、处理单元依次连接;光学发射接收端用于发射光学处理后的光信号及接收并通过第一光检测器探测第一光衰减信号进入自由空气而得的第二光衰减信号;光学反射端用于以预设角度折返光学处理后的光信号进入自由空气而得的第一光衰减信号;处理单元与终端处理器连接,用于根据第一光检测器的探测数据,得到大气数据。实施该实施例,可以在实现结构小型化的同时,增加探测基线长度,便于安装校准。

【技术实现步骤摘要】

本申请涉及一种面向交通网络环境气象采集系统,属于交通气象环境探测领域。


技术介绍

1、湍流的扰动会破坏光的相干性,造成光学图像模糊,从而影响传统的光学探测能见度系统。湍流与能见度通常由常规仪器分别单独测量,由于气溶胶与湍流之间的相互作用,使得独立测量这两个参数会对各自测量精度产生较大的影响。

2、现有技术通过双端方式进行探测,一端为光学发射单元,另一端为光学接收单元。光学发射单元使用led光源,使用斩波器进行调制,使用准直镜头进行准直,最后在出射口发射光束;光束在自由空气中传播,受到气溶胶粒子以及湍流气团的作用,发生散射、吸收、闪烁、漂移和扩展等光学效应,最终传递到光学接收单元;光学接收单元通过聚焦透镜组,将光束汇聚在光检测器的探测面;终端对经过光电转换、模数转换的探测数据进行处理。

3、双端分离的结构不仅导致所需基线长(双端间隔15m~120m),体积大,结构发散,而且需要通过两台激光器进行对准,导致校准困难。另外,光源采用led光源,由于led灯珠具有一定的发光面积,所以准直性能容易受到机械安装的影响,并且调制基于斩波器进行,使得探测仪器造价昂贵。可见,整个光路系统的设计导致探测仪器体积庞大,使得探测仪器很难在实际场景中应用。


技术实现思路

1、有鉴于此,本申请的目的在于提供一种面向交通网络环境气象采集系统,其可以在实现结构小型化的同时,增加探测基线长度,便于安装校准。

2、本申请的目的可以通过采取如下技术方案达到:

3、一种面向交通网络环境气象采集系统,所述系统包括光学发射接收端、光学反射端和支撑机构;光学发射接收端设置在支撑机构的一侧,光学反射端设置在支撑机构的另一侧;

4、光学发射接收端包括第一光检测器、处理单元和光电转换模块;第一光检测器、光电转换模块、处理单元依次连接;

5、光学发射接收端,用于发射光学处理后的光信号及接收并通过第一光检测器探测第一光衰减信号进入自由空气而得的第二光衰减信号;

6、光学反射端,用于以预设角度折返光学处理后的光信号进入自由空气而得的第一光衰减信号;

7、处理单元与终端处理器连接,用于根据第一光检测器的探测数据,得到大气数据。

8、在一些实施例中,所述大气数据包括能见度和湍流数据;所述处理单元与终端处理器连接,用于根据第一光检测器的探测数据,得到大气数据,包括:

9、处理单元发送由探测数据形成的基数据;终端处理器接收基数据,并一同计算能见度和湍流数据。

10、在一些实施例中,所述基数据的形成过程,包括:

11、处理单元获取探测数据,探测数据为波形数据;处理单元根据预设阈值和波形数据,得到波谷数据;处理单元基于波形数据,从波谷数据开始往后延,得到多位数据;处理单元从多位数据中筛选出第二大数据并作为波峰数据;处理单元将波峰数据作为基数据存贮。

12、在一些实施例中,所述能见度的计算公式,如下:

13、

14、

15、其中,mor为能见度,σ为消光系数,d为光电探测器的孔径,l为基线长度,θ为led光源发散角,p为光学接收器接收到的功率,p0为led发射功率,k1为系统结构考虑的常数;

16、所述湍流数据的计算公式,如下:

17、

18、其中,为折射率结构常数,为闪烁指数,k为光波数。

19、在一些实施例中,所述光学发射接收端包括并排相互靠近设置的发射光路底座和接收光路底座。

20、在一些实施例中,所述光学发射接收端以调制电路和激光二极管作为光源。

21、在一些实施例中,发射光路底座上部的中间设置有用于光线发射的通孔,接收光路底座上部的中间设置有用于光线接收的通孔;发射光路底座和接收光路底座的上部一侧设置有用于光线探测的通孔;发射光路底座的顶部设置有用于放置相应的光学镜片和镜架的若干沉孔,接收光路底座的顶部设置有用于放置相应的光学镜片和镜架的若干沉孔。

22、在一些实施例中,所述支撑机构为y型结构;所述光学发射接收端设置在y型结构一侧上部,所述光学反射端设置在y型结构另一侧上部,所述光学发射接收端与光学反射端之间连接有若干用于固定的连接件。

23、在一些实施例中,所述系统还包括气象数据采集机构,所述气象数据采集机构设置在光学发射接收端一侧,处理单元与气象数据采集机构连接,其中,气象数据包括温度、湿度、压强、风速、风向、co2和雨量。

24、在一些实施例中,所述光学发射接收端还包括第二光检测器,第二光检测器、光电转换模块、处理单元依次连接。

25、本申请实施例提供的一种面向交通网络环境气象采集系统通过发射端与接收端一体化设计和折返结构,实现了结构小型化,同时,折返结构增加了探测基线长度,设计的机械结构具有更好的一体性,省去了分离式两端结构负责的校准过程,便于技术人员安装校准光路。

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【技术保护点】

1.一种面向交通网络环境气象采集系统,其特征在于,所述系统包括光学发射接收端、光学反射端和支撑机构;光学发射接收端设置在支撑机构的一侧,光学反射端设置在支撑机构的另一侧;

2.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述大气数据包括能见度和湍流数据;所述处理单元与终端处理器连接,用于根据第一光检测器的探测数据,得到大气数据,包括:

3.根据权利要求2所述系统,其特征在于,所述基数据的形成过程,包括:

4.根据权利要求2所述系统,其特征在于,所述能见度的计算公式,如下:

5.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述光学发射接收端包括并排相互靠近设置的发射光路底座和接收光路底座。

6.根据权利要求5所述系统,其特征在于,所述光学发射接收端以调制电路和激光二极管作为光源。

7.根据权利要求5-6任一项所述系统,其特征在于,发射光路底座上部的中间设置有用于光线发射的通孔,接收光路底座上部的中间设置有用于光线接收的通孔;发射光路底座和接收光路底座的上部一侧设置有用于光线探测的通孔;发射光路底座的顶部设置有用于放置相应的光学镜片和镜架的若干沉孔,接收光路底座的顶部设置有用于放置相应的光学镜片和镜架的若干沉孔。

8.根据权利要求5-6任一项所述系统,其特征在于,所述支撑机构为Y型结构;所述光学发射接收端设置在Y型结构一侧上部,所述光学反射端设置在Y型结构另一侧上部,所述光学发射接收端与光学反射端之间连接有若干用于固定的连接件。

9.根据权利要求1-6任一项所述系统,其特征在于,所述系统还包括气象数据采集机构,所述气象数据采集机构设置在光学发射接收端一侧,处理单元与气象数据采集机构连接,其中,气象数据包括温度、湿度、压强、风速、风向、CO2和雨量。

10.根据权利要求1-6任一项所述系统,其特征在于,所述光学发射接收端还包括第二光检测器,第二光检测器、光电转换模块、处理单元依次连接。

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【技术特征摘要】

1.一种面向交通网络环境气象采集系统,其特征在于,所述系统包括光学发射接收端、光学反射端和支撑机构;光学发射接收端设置在支撑机构的一侧,光学反射端设置在支撑机构的另一侧;

2.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述大气数据包括能见度和湍流数据;所述处理单元与终端处理器连接,用于根据第一光检测器的探测数据,得到大气数据,包括:

3.根据权利要求2所述系统,其特征在于,所述基数据的形成过程,包括:

4.根据权利要求2所述系统,其特征在于,所述能见度的计算公式,如下:

5.根据权利要求1所述系统,其特征在于,所述光学发射接收端包括并排相互靠近设置的发射光路底座和接收光路底座。

6.根据权利要求5所述系统,其特征在于,所述光学发射接收端以调制电路和激光二极管作为光源。

7.根据权利要求5-6任一项所述系统,其特征在于,发射光路底座上部的中间设置有用于光线发射的通孔,接收光路...

【专利技术属性】
技术研发人员:韩永周麒丞
申请(专利权)人:中山大学
类型:发明
国别省市:

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