19662.城市室外能見度監(jiān)測專用高清攝像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究

1、城市室外能見度監(jiān)測專用高清攝像系統(tǒng)城市室外能見度監(jiān)測專用高清攝像系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)研究關(guān)鍵技術(shù)研究ResearchonKeyTechnologiesUsedinHighDefinitionCameraSystemfAtmosphericVisibilityMoniting學(xué)科專業(yè)：生物醫(yī)學(xué)工程研究生：蘇益錦指導(dǎo)教師：朱險峰副教授天津大學(xué)精密儀器與光電子工程學(xué)院二零一三年十二月摘要近些年來，一種特殊的天氣“霧霾”在我國很多地區(qū)頻頻發(fā)生，且其頻率

2、與嚴(yán)重性有增加的趨勢。霧霾天氣下可吸入顆粒物及有害氣體的含量超標(biāo)，同時大氣能見度很低。不僅會影響人們的身體健康和情緒，而且有可能引發(fā)交通事故等災(zāi)害，因此霧霾天氣受到了全社會的廣泛關(guān)注。為實(shí)現(xiàn)城市大氣能見度的全天候網(wǎng)絡(luò)化監(jiān)測，完善天津市的空氣質(zhì)量監(jiān)測體系，課題針對基于數(shù)字圖像法的城市大氣能見度監(jiān)測系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)展開研究，具體完成以下工作：1.設(shè)計基于FPGA的高清數(shù)字圖像采集系統(tǒng)的方案，完成了圖像傳感器選型、FPGA器件的選型、USB接口

3、芯片的選型，電路設(shè)計、PCB制板、焊接及調(diào)試。2.基于圖像法計算能見度的原理，并使用Verilog自頂向下的設(shè)計方法在FPGA(EP4CE15F17C8N)上實(shí)現(xiàn)了所需的圖像算法，并與Vaisala透射法能見度測量儀進(jìn)行了參比，完成算法的有效性驗(yàn)證。3.設(shè)計并實(shí)現(xiàn)了PC機(jī)客戶端軟件，在天津市10個國控大氣監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行了能見度的圖像采集和2個監(jiān)測點(diǎn)的能見度參比測量，驗(yàn)證了高清攝像系統(tǒng)原理樣機(jī)的基本性能，可實(shí)現(xiàn)24小時的大氣能見度的拍照監(jiān)測、

4、能見度測量以及圖像數(shù)據(jù)穩(wěn)定完整的網(wǎng)絡(luò)傳輸?？傊?，本論文詳細(xì)闡述了基于高清圖像采集的城市大氣能見度監(jiān)測系統(tǒng)的設(shè)計方案，研究了基于圖像法計算能見度算法，實(shí)現(xiàn)了用于能見度監(jiān)測的高清攝像系統(tǒng)硬件樣機(jī)，研發(fā)了基于PC的配套軟件。并完成能見度網(wǎng)絡(luò)定時拍照功能的測試和能見度參比測量。測試結(jié)果表明樣機(jī)能夠滿足天津市環(huán)境監(jiān)測中心針對室外能見度監(jiān)測拍照系統(tǒng)提出的性能指標(biāo)要求，可以通過網(wǎng)絡(luò)完成云臺系統(tǒng)操控和遠(yuǎn)程數(shù)據(jù)查閱與硬件參數(shù)設(shè)定。PC機(jī)客戶端軟件已經(jīng)獲得