一种激光雷达数据有效性检测装置及方法与流程

专利2022-05-10  2



1.本发明涉及雷达技术领域,具体是一种激光雷达数据有效性检测装置及方法。


背景技术:

2.激光雷达是一种主动式的现代光学遥感设备,是传统的无线电或微波雷达向光学频段的延伸。大气探测激光雷达以激光作为发射光源,依据大气对激光的散射和吸收等物理过程,通过定量的分析激光大气回波信号,来探测各种大气要素。与传统雷达的探测源相比,激光具有高亮度、高准直度以及短脉冲等特性,这使得激光雷达具有很高的空间、时间分辨能力和很高的探测灵敏度,很适合用于大气的探测和研究;激光雷达是激光技术、光学、机械、电子以及计算机控制等高新技术集成。
3.现有技术中激光雷达类型可以分为以下几种:1)大气分子探测激光雷达。探测大气分子时,常采用差分吸收技术、拉曼技术、荧光技术,其中,差分吸收激光雷达较为常见,其工作原理是利用目标气体在探测波长的选择性吸收差异性提取目标气体的浓度含量,其中,在反演过程中,目标波长的其他因素影响视作无差异。差分吸收激光雷达还可以探测大气中的臭氧、氮氧化物和二氧化硫等。2)气溶胶和云探测激光雷达。米散射激光雷达用于探测大气气溶胶和云,一般设置偏振功能,主要用于大气中颗粒物的退偏振比垂直廓线的探测。利用退偏振比,可以确定颗粒物的形状特征,进而对颗粒物进行分类,并判断其来源。例如,局地生成的二次颗粒物大多为规则的球型粒子,退偏振比小;而外部输入的沙尘颗粒多为不规则形状,退偏振比大。3)多普勒激光雷达。多普勒激光雷达通常用来测量大气运动风场,该技术主要是利用大气中气溶胶粒子运动时,对目标探测波长的多普勒频移可以用来定量解析三维的风速、风向。
4.目前,应用于生态环境监测、气象观测、科研高校等领域的大气相关的激光雷达系统均未采取对数据有效性判识的自动化装置,较多地依赖人为操作,一方面工作量大,另一方面对操作人员的专业素质要求较高,同时也相互参考的数据量较大。


技术实现要素:

5.本发明的目的在于提供一种激光雷达数据有效性检测装置及方法,以达到自动、在线及智能地进行天气数据有效性判识的目的。
6.为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:一种激光雷达数据有效性检测装置,包括天气现象记录系统、图像处理模块、激光雷达数据采集模块和原始数据处理模块;所述天气现象记录系统用于对不同的天气现象进行自动在线记录,并且实现数据快速传输;所述图像处理模块用于记录天气现象记录系统中采集的图像信息,并进行数据处理;所述激光雷达数据采集模块用于接收图像处理模块处理后的天气数据;所述原始数据处理模块用于激光雷达数据采集模块内采集的原始数据进行时刻标识。
7.在上述技术方案的基础上,本发明还提供以下可选技术方案:
在一种可选方案中:所述天气现象记录系统包括基座和ccd探测器,所述基座用于对整个天气现象记录系统进行支撑和保护;所述ccd探测器设在基座上并用于对外界天气条件的成像而形成图像信息。
8.在一种可选方案中:述基座的内部还设有风扇和干燥系统,风扇用于天气现象记录系统的周围空气流通而散热;所述干燥系统用于吸附水蒸气。
9.在一种可选方案中:所述防护罩采用石英玻璃制成并为曲面结构。
10.一种激光雷达数据有效性检测方法,采用上述所述的激光雷达数据有效性检测装置;该方法包括以下步骤:步骤s1:利用天气现象记录系统对不同的天气现象进行自动在线记录,并且实现数据快速传输;步骤s2:通过图像处理模块对于天气现象记录系统中采集的图像信息进行图像数据处理;步骤s3:采用激光雷达数据采集模块接收图像处理模块处理后的天气数据;步骤s4:通过原始数据处理模块对激光雷达数据采集模块内采集的原始数据进行时刻标识。
11.相较于现有技术,本发明的有益效果如下:本发明可率先对应用于生态环境监测、气象观测、科研高校等领域应用的激光雷达系统的数据有效性进行智能的检测和记录。该装置的集成性好,可以很广泛地应用于不同厂家、不同型号的激光雷达系统。数据协议兼容性强,供用户和系统进行二次开发。通过该发明装置,极在地减少激光雷达应用时对人工的依赖,更加便捷地对数据进行标识,为进一步的组网观测和业务化运行提供有效支撑。
附图说明
12.图1为本发明的一个实施例中的该装置整体结构示意图。
13.附图标记注释:天气现象记录系统1、基座11、ccd探测器12、透镜13、防护罩14、图像处理模块2、激光雷达数据采集模块3、原始数据处理模块4。
具体实施方式
14.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明;在附图或说明中,相似或相同的部分使用相同的标号,并且在实际应用中,各部件的形状、厚度或高度可扩大或缩小。本发明所列举的各实施例仅用以说明本发明,并非用以限制本发明的范围。对本发明所作的任何显而易知的修饰或变更都不脱离本发明的精神与范围。
15.在一个实施例中,如图1所示,一种激光雷达数据有效性检测装置,包括天气现象记录系统1、图像处理模块2、激光雷达数据采集模块3和原始数据处理模块4;所述天气现象记录系统1用于对不同的天气现象进行自动在线记录,并且实现数据快速传输;所述图像处理模块2用于记录天气现象记录系统1中采集的图像信息,并进行数据处理;所述激光雷达数据采集模块3用于接收图像处理模块2处理后的天气数据;所述原始数据处理模块4用于激光雷达数据采集模块3内采集的原始数据进行时刻标识;
在本实施例中,通过天气现象记录系统1记录不同天气的现象并自动在线记录;而图像处理模块2可根据天气现象的图像信息进行数据处理;得到更为清除的天气数据;而激光雷达数据采集模块3可收集已经数据处理的天气数据并通过原始数据处理模块4实时进行时刻标记;如此可对生态环境监测、气象观测、科研高校等领域应用的激光雷达系统的数据有效性进行智能的检测和记录;在一个实施例中,如图1所示,所述天气现象记录系统1包括基座11和ccd探测器12,所述基座11用于对整个天气现象记录系统进行支撑和保护;所述ccd探测器12设在基座11上并用于对外界天气条件的成像而形成图像信息;在一个实施例中,如图1所示,所述基座11的内部还设有风扇和干燥系统,风扇用于天气现象记录系统1的周围空气流通而散热;所述干燥系统用于吸附水蒸气而避免天气现象记录系统潮湿,影响其工作状态;在一个实施例中,如图1所示,所述天气现象记录系统1还包括透镜13和防护罩14,所述透镜13设在ccd探测器12上并用于将外界的天气情况清晰地、放大成像在ccd探测器12上;所述防护罩14设在基座11外部并用于防护其内部的器件;防护罩14既可以防护内部结构,也可以避免积雨、积灰尘;在一个实施例中,如图1所示,所述防护罩14采用石英玻璃制成并为曲面结构;一种激光雷达数据有效性检测方法,采用上述所述的激光雷达数据有效性检测装置;该方法包括以下步骤:步骤s1:利用天气现象记录系统1对不同的天气现象进行自动在线记录,并且实现数据快速传输;步骤s2:通过图像处理模块2对于天气现象记录系统1中采集的图像信息进行图像数据处理;步骤s3:采用激光雷达数据采集模块3接收图像处理模块2处理后的天气数据;步骤s4:通过原始数据处理模块4对激光雷达数据采集模块3内采集的原始数据进行时刻标识。
16.以上所述,仅为本公开的具体实施方式,但本公开的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本公开揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本公开的保护范围之内。因此,本公开的保护范围应以权利要求的保护范围为准。
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