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原文传递一种移动式路面气象监测系统及方法

专利名称：	一种移动式路面气象监测系统及方法
摘要：	本发明公开了一种移动式路面气象监测系统及方法，解决现有固定式路面气象状况传感器监测范围小、布设成本高，以及无法满足实时获取路面气象状态信息的技术问题。该监测系统包括主控单元和用于搭载在行驶车辆上的至少一个气象监测模块；每个气象监测模块包括第一传感器单元、第二传感器单元、数据采集单元、信息分析处理单元及数据通信单元；第一传感器单元和第二传感器单元分别与数据采集单元的输入端连接，用于获取路面气象信息；信息分析处理单元的输入端与数据采集单元的输出端连接，输出端与数据通信单元连接；主控单元分别与每个气象监测模块中的数据通信单元通过无线网络连接。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	陕西;61
申请人：	中国科学院西安光学精密机械研究所
发明人：	阮驰;姚一铭
专利状态：	有效
申请日期：	2023-08-03T00:00:00+0800
发布日期：	2023-11-21T00:00:00+0800
申请号：	CN202310971176.0
公开号：	CN117092721A
代理机构：	西安智邦专利商标代理有限公司
代理人：	倪金荣
分类号：	G01W1/02;G;G01;G01W;G01W1;G01W1/02
申请人地址：	710119 陕西省西安市高新区新型工业园信息大道17号
主权项：	1.一种移动式路面气象监测系统，其特征在于：包括主控单元(1)和用于搭载在行驶车辆上的至少一个气象监测模块(2)；每个气象监测模块(2)包括第一传感器单元(3)、第二传感器单元(4)、数据采集单元(5)、信息分析处理单元(6)及数据通信单元(7)；所述第一传感器单元(3)和第二传感器单元(4)分别与数据采集单元(5)的输入端连接，用于获取路面气象信息并传输至数据采集单元(5)；所述信息分析处理单元(6)的输入端与数据采集单元(5)的输出端连接，信息分析处理单元(6)的输出端与数据通信单元(7)连接；所述主控单元(1)分别与每个气象监测模块(2)中的数据通信单元(7)通过无线网络连接；所述信息分析处理单元(6)用于将接收到的路面气象信息处理为数据信息，并由数据通信单元(7)通过无线网络传输至主控单元(1)。 2.根据权利要求1所述的移动式路面气象监测系统，其特征在于：所述气象监测模块(2)还包括与数据采集单元(5)的输入端连接的远程视觉单元(8)，远程视觉单元(8)用于获取待测路面附近场景的图像信息或视频信息。 3.根据权利要求2所述的移动式路面气象监测系统，其特征在于：所述气象监测模块(2)还包括与信息分析处理单元(6)连接的本地存储单元(9)。 4.根据权利要求2所述的移动式路面气象监测系统，其特征在于：所述气象监测模块(2)还包括与数据通信单元(7)通过无线网络连接的远程云端(10)，所述远程云端(10)为电脑端、手机端、服务器中的一种或多种。 5.根据权利要求1至4任一所述的移动式路面气象监测系统，其特征在于：所述第一传感器单元(3)包括依次连接的多波长光源(31)、光合束器(32)和光电探测器(33)；所述多波长光源(31)用于发出不同波长的入射光；所述光合束器(32)用于将不同波长的入射光合成为一束出射光，出射光经路面反射后进入光电探测器(33)；所述光电探测器(33)的输出端与数据采集单元(5)的输入端连接，用于将接收到的光信号转换成电信号，并传递至数据采集单元(5)。 6.根据权利要求5所述的移动式路面气象监测系统，其特征在于：所述多波长光源(31)的工作波长范围为700nm至1700nm。 7.根据权利要求6所述的移动式路面气象监测系统，其特征在于：所述第二传感器单元(4)包括分别与数据采集单元(5)的输入端连接的激光测距传感器、温度传感器、湿度传感器、地理位置传感器、风速传感器、风向传感器及海拔高度传感器。 8.一种移动式路面气象监测方法，其特征在于，采用权利要求1-7任一所述的移动式路面气象监测系统，包括以下步骤： S1，将气象监测模块(2)安装于行驶的车辆上； S2，通过数据采集单元(5)采集由第一传感器单元(3)和第二传感器单元(4)获取的路面气象信息，并反馈至信息分析处理单元(6)；所述第一传感器单元(3)获取的路面气象信息为行驶车辆所处位置的路面气象状态，包括积水、积雪、结冰状态；所述第二传感器单元(4)获取的路面气象信息包括第二传感器单元与地面之间的距离、所处位置的地理位置、路面温度、湿度、风速、风向及海拔高度信息； S3，信息分析处理单元(6)对接收到的路面气象信息进行分析处理，得到路面气象数据信息； S4，数据通信单元(7)将路面气象数据信息通过无线网络传输至主控单元(1)，进而完成对路面气象的监测。 9.根据权利要求8所述的移动式路面气象监测方法，其特征在于，S3具体包括： S3.1，信息分析处理单元(6)将第一传感器单元(3)获取的路面气象信息，通过路面气象判别算法转换成对应的路面气象状态数据信息； S3.2，将第二传感器单元(4)获取的与地面之间的距离信息，通过去除奇异点算法及滑动平均法转换成路面不平整度数据信息； S3.3，信息分析处理单元(6)将步骤S3.1得到的路面气象状态数据信息，步骤S3.2得到的路面不平整度数据信息，以及第二传感器单元(4)获取的所处位置的地理位置、路面温度、湿度、风速、风向及海拔高度信息相融合，进而得到完整的得到路面气象状态数据信息。 10.根据权利要求9所述的移动式路面气象监测方法，其特征在于：还包括S5，数据通信单元(7)将路面气象状态的数据信息通过无线网络传输至远程云端(10)。
所属类别：	发明专利