[发明专利]基于近红外双光谱实时成像和距离的修正能见度估计方法

权利要求书

1.基于近红外双光谱实时成像和距离的修正能见度估计方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、利用近红外相机C1和近红外相机C2、一个分光镜、一个聚光镜、选定的两个近红外成像波段λ₁和λ₂对应的滤光片F1和滤光片F2、镜组L1和镜组L2搭建近红外双光谱实时成像光学系统；

步骤二、利用近红外双光谱实时成像光学系统在雾天下对选定建筑物目标进行成像得到同一场景下双光谱成像的近红外图像对，并利用响应函数对所得同一场景下双光谱成像的近红外图像对I(λ₁,d)和I(λ₂,d)进行校正，根据公式：

其中，λ表示波长，s(λ₁)表示近红外成像波段λ₁下三种建筑物材料和标准颜色板的反射率光谱值，s(λ₂)表示近红外成像波段λ₂下三种建筑物材料和标准颜色板的反射率光谱值，A(λ₁)和A(λ₂)表示同一场景下双光谱成像的每幅近红外图像全局大气光值，β(λ₁)和β(λ₂)表示两个近红外成像波段下大气消光系数，d表示选定建筑物目标与近红外相机的真实距离，α(λ₁)表示近红外相机C1的响应函数和滤光片F1的响应函数相乘以后的响应函数，α(λ₂)表示近红外相机C2的响应函数和滤光片F2的响应函数相乘以后的响应函数，dλ表示λ的微分；

步骤三、当s(λ₁)和s(λ₂)的差异满足反射率差异约束公式时，利用公式(1)和公式(2)推导得公式(3)：

然后利用β(λ₁)和β(λ₂)与λ₁、λ₂和估计能见度V的关系，以及公式(3)，计算得到估计能见度V。

2.根据权利要求1所述的基于近红外双光谱实时成像和距离的修正能见度估计方法，其特征在于，所述的步骤一中，搭建近红外双光谱实时成像光学系统包括以下步骤：

1)在近红外相机C1正前方依次装配滤光片F1和镜组L1；在近红外相机C2正前方依次装配滤光片F2和镜组L2；

2)光线经过聚光镜头后到达分光镜；

3)分光镜的透射光经过滤光片F1和镜组L1，被近红外相机C1接收；

4)分光镜的反射光经过滤光片F2和镜组L2，被近红外相机C2接收。

3.根据权利要求1所述的基于近红外双光谱实时成像和距离的修正能见度估计方法，其特征在于，所述的步骤一中，选定的两个近红外成像波段λ₁和λ₂通过如下步骤实现：

1)选择能够测量近红外波段光谱的光谱仪；

2)利用标准白色目标和光谱仪搭建太阳光光谱测量系统；在白天近红外相机放置处，利用太阳光光谱测量系统测量雾天下太阳光的光谱；观察测量得到的雾天下太阳光的光谱；

3)将辐射强度大于等于0.4的近红外波段作为备选近红外成像波段；

4)在备选近红外成像波段中选择大于900nm的波段；

5)将步骤4)得到的两个波长数值差绝对值大于等于70的两个波段作为选定的两个近红外成像波段；选定的两个近红外成像波段分别记作λ₁和λ₂。

4.根据权利要求1所述的基于近红外双光谱实时成像和距离的修正能见度估计方法，其特征在于，所述的步骤三中，读取两个近红外成像波段和900nm波段在选定三种建筑物材料和标准颜色板的反射率光谱中的值，当s(λ₁)和s(λ₂)的差异满足反射率差异约束公式时，推导出公式(3)，所述的反射率差异约束公式为

其中，s(900)表示900nm下三种建筑物材料和标准颜色板的反射率光谱值。