一种防灾雪深监测系统及雪深传感器角度远程矫正方法
【专利摘要】本发明公开了一种雪深传感器的防灾监控【技术领域】的一种防灾雪深监测系统及雪深传感器角度远程矫正方法，防灾雪深监测系统包括纵杆、横杆、摄像机、雪深传感器。雪深传感器角度远程矫正方法通过计算摄像机所拍摄照片与实际场地范围的缩小比例，计算得到雪深传感器倾斜角的变化值，利用变化值得到精确的积雪深度。
【专利说明】一种防灾雪深监测系统及雪深传感器角度远程矫正方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于雪深传感器的防灾监控【技术领域】，尤其涉及防灾雪深监测系统及雪深 传感器角度远程矫正方法。
【背景技术】
[0002] 目前，雪深传感器等气象监控传感器广泛应用于铁路防灾监控【技术领域】，通过对 雪深进行报警，保证行车安全。雪深传感器在安装时会与垂直方向有一个倾斜的角度，把这 个角度输入到雪深传感器中，由于雪深值=雪深传感器到地面的距离-雪深传感器到积雪 表面的距离，其中，雪深传感器到地面的距离可以提前在现场测量，雪深传感器到积雪表面 的距离=雪深传感器与垂直方向倾斜角的余弦值*雪深传感器射出的红外线光的长度。但 当地面震动频繁发生，时间长了雪深传感器的安装夹容易松动，由于重力因素，雪深传感器 与垂直方向的倾斜的角度会变小，而若还按照原来的角度计算雪深值，测量结果就会产生 误差。传统的方法是到现场对传感器角度重新进行测量。
【发明内容】
[0003] 本发明的目的在于，提供一种防灾雪深监测系统及雪深传感器角度远程矫正方 法，用于解决现有防灾雪深监测系统及雪深传感器角度变化后无法远程矫正的问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明提出的技术方案是一种防灾雪深监测系统，系统中的 纵杆1垂直地面设置其底部由托底与地面固定，水平横杆2左端固定在纵杆1顶部，摄像机 3垂直地面固定在横杆右端，使摄像机镜头垂直面向地面；在水平衡杆2靠左端处垂直地面 方向向右倾斜a角度安装雪深传感器4,使雪深传感器4射出的红外线光到达地面的点与 摄像机3镜头中心映射到地面的点重合；在雪深传感器4的安装点映射到地面处设置标记 杆5 ;所述雪深传感器4与摄像机3的安装距离要保证雪深传感器垂直地面方向倾斜角a =0°时，射出的红外线光到达地面的点仍包含在摄像机拍摄范围内。
[0005] 所述 0。<a〈90。。
[0006] 所述雪深传感器能自动测量红外线光的发射点与红外线光到达积雪表面的点之 间的距离。
[0007] 所述标记杆高度〉最高积雪深度。
[0008] -种基于所述防灾雪深监测系统的雪深传感器角度远程矫正方法，其特征在于， 所述方法包括如下步骤：
[0009] 步骤1 :测量雪深传感器到地面的垂直距，测量摄像机镜头中心映射到地面的点 与雪深传感器映射到地面的点之间的距离；
[0010] 步骤2 :计算摄像机所拍摄照片与实际场地范围的缩小比例；
[0011] 步骤3 :根据缩小比例计算雪深传感器与垂直方面倾斜度发生变化后的倾斜角；
[0012] 步骤4 :将步骤3中计算出来的变化后的倾斜角输入到雪深传感器中，计算雪深 值。
【专利附图】
【附图说明】
[0013] 图1是防灾雪深监测系统，其中①-纵杆、②-横杆、③-摄像
[0014] 机、④-雪深传感器、⑤-标记杆；
[0015] 图2是应用雪深传感器角度远程矫正方法与未用此方法与实际雪深测量值的对 比图；其中①-实际雪深传感器与垂直方向的倾斜角度0变化时未用本发明发方法测量的 雪深值曲线；②-实际雪深传感器与垂直方向的倾斜角度0变化时用了本发明发方法测量 的雪深值曲线。
【具体实施方式】
[0016] 下面结合附图，对优选实施例作详细说明。应该强调的是，下述说明仅仅是示例性 的，而不是为了限制本发明的范围及其应用。
[0017] 实施例1 :
[0018] 结合图1可以看出，防灾雪深传感器系统包括垂直地面设置的纵杆1，纵杆的底部 由托底与地面固定，纵杆顶部设置一水平横杆2,横杆的左端水平固定在纵杆顶部，横杆距 地面高度为d;在横杆的右端垂直地面固定摄像机3,使摄像机镜头垂直面向地面。未下雪 时，摄像机的视野中心为地面上的D点。摄像机的视野范围是以地面上ACBE点为顶点的矩 形，水平衡杆的P点处与垂直地面向右倾斜a角安装雪深传感器4,使雪深传感器发射出的 红外光线正好射在地面D点，设P点垂直映射到地面上N点。并在N点处设置标记杆5,标 记杆高度〉最高积雪深度h;实地测量d与ND。
[0019] 下雪后，设积雪深度为h，雪深传感器发射出的红外光线本应射在积雪表面的y 点，摄像机的视野中心为积雪表面的x点，即摄像机的视野中心与x点还有D点在同一垂直 线上。标记杆5从积雪表面n点穿出。
[0020] 但当有震动发生时，例如列车经过，雪深传感器的安装夹容易松动，由于地心引力 的作用，倾斜角a会减小，震动停止后，设P点处与垂直地面方向倾斜a角减小为0角， 那么此时雪深传感器发射出的红外光线射在积雪表面的位置由原来的U点水平向左移动 到m点，p点垂直映射到积雪表面上的n点，ii、m、n和x四点在同一水平线上，p、n和N在 同一垂直线上。
[0021] 此时摄像机拍照，得到以A'C'B'E'（分别对应地面ABCE)为顶点的积雪表面的 矩形照片，从照片上可以看到标记杆的顶n'点（对应实际场地积雪表面位置n)和红外线 光射到积雪表面上的红点m'点（对应实际场地积雪表面位置m)。设照片上与实际场地X、 m和n对应的点分别为x'、m'和n'，由于X'点就是照片的对称中心点，故可以通过测量照 片得到距离x'n'，由于积雪表面x点到n点的距离=实际地面D点到N点的距离，S卩xn= DN即可得到照片与实际场地的缩放比例女=&，由于通过测量照片可以得到m'点与x' DN 点的距离，再通过缩放比例k可得到对应实际场地积雪表面的距离mx，则有nm=nx-mx，其 中nx=ND，ND已测量。由于Pm就是雪深传感器射出的红外线光的发射点与红外线光射到 积雪表面的点之间的距离，可以通过雪深传感器得到，将传感器距地面高度d设为0,倾斜 角@设置为0°，此时pm=h，即雪深传感器射出的红外线光到积雪表面的长度Pm等于传 感器测量的雪深值。故则倾斜角 将0输入到雪深传感器中，由得出雪深
【权利要求】
1. 一种防灾雪深监测系统，其特征是，系统中的纵杆（1)垂直地面设置其底部由托底 与地面固定，水平横杆（2)左端固定在纵杆（1)顶部，摄像机（3)垂直地面固定在横杆右 端，使摄像机镜头垂直面向地面；在水平衡杆（2)靠左端处垂直地面方向向右倾斜α角度 安装雪深传感器（4)，使雪深传感器（4)射出的红外线光到达地面的点与摄像机（3)镜头中 心映射到地面的点重合；在雪深传感器（4)的安装点映射到地面处设置标记杆（5);所述雪 深传感器（4)与摄像机（3)的安装距离要保证雪深传感器垂直地面方向倾斜角α = 0° 时，射出的红外线光到达地面的点仍包含在摄像机拍摄范围内。
2. 根据权利要求1所述的一种防灾雪深监测系统，其特征在于所述0° <α〈90°。
3. 根据权利要求1所述的一种防灾雪深监测系统，其特征在于，所述雪深传感器能自 动测量红外线光的发射点与红外线光到达积雪表面的点之间的距离。
4. 根据权利要求1所述的一种防灾雪深监测系统，其特征在于，所述标记杆高度〉最高 积雪深度。
5. -种基于所述防灾雪深监测系统的雪深传感器角度远程矫正方法，其特征在于，所 述方法包括如下步骤： 步骤1 :测量雪深传感器到地面的垂直距离，测量摄像机镜头中心映射到地面的点与 雪深传感器映射到地面的点，这两点之间的距离； 步骤2 :计算摄像机所拍摄照片与实际场地范围的缩小比例； 步骤3 :根据缩小比例计算雪深传感器与垂直方面倾斜度发生变化后的倾斜角； 步骤4 :将步骤3中计算出来的变化后的倾斜角输入到雪深传感器中，计算雪深值。
【文档编号】G01B11/22GK104236475SQ201410459186
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2014年9月10日 优先权日:2014年9月10日
【发明者】王雷 申请人:北京佳讯飞鸿电气股份有限公司