Способ определения степени видимости объекта Советский патент 1991 года по МПК G01W1/00 

фиг 1

Изобретение относится к метеорологии и может быть использовано в атмосферной и физиологической оптике, в дорожно- транспортном деле.

Цель изобретения - повышение точности измерения степени видимости при одновременном расширении диапазона измеряемых объектов.

Способ заключается в раздвоении изображения объекта и фона на основное и дополнительное смещением пары ахроматический клин - светофильтр, расположенной во входном зрачке зрительной трубы, гашении основного изображения объекта фоном дополнительного изображения и вычислении степени видимости объекта, при этом в качестве гасящего фона используют равнояркий фон неба у горизонта посредством выбора необходимого сочетания пары клин - светофильтр и з их набора и дальнейшего смещения пары во входном зрачке зрительной трубы, а степень видимости объекта определяют по формуле

1 -От

где оV 1 +

5кл

ат

относительная действующая

площадь клина;

5кл - площадь входного зрачка, перекрытая клином;

S - площадь входного зрачка зрительной трубы;

т- визуальный коэффициент пропускания клина;

Ьф - отношение яркостей неба и фона.

На фиг.1 показана принципиальная схема прибора для осуществления предлагаемого способа; на фиг.2 - прибор со смещенной парой клин - светофильтр.

Способ определения степени видимости объекта осуществляют следующим образом.

Исследуемый объект устанавливают на определенном фоне. На расстоянии 50 - 200 м от объекта (в зависимости от его размера) размещают прибор-измеритель степени видимости, содержащий набор пар ахромати- ческий клин 1 с различными углами преломления (а 1, 3 и 5°) (фиг.1) и нейтральный светофильтр 2. В зависимости от взаимного положения объекта и линии горизонта, а также контраста объекта с фоном выбирают из набора клин с таким углом преломления, при котором на основное изображение накладывается фон неба у горизонта дополнительного изображения, и фильтр с визуальным коэффициентом пропускания ,1 при измерении контраст ных объектов и т 0,5 - при измерении малоконтрастных объектов (V 30). Затем смещают выбранную пару (фиг.2) относительно входного зрачка зрительной трубы 3 до тех пор, пока наложенная вуалирующая яркость дымки дополнительного изображения неба у гори- зонта не погасит основное изображение

объекта. Этот момент является отсчетным для определения степени видимости объекта, т.е. определяют линейную величину смещения пары в поле зрения зрительной трубы 3 с помощью механизма смещения с

отсчетным устройством. Отношение яркости неба у горизонта в направлении объекта к яркости фона, на котором объект проектируется, - величину Ьф, измеряют фотометром, например, ВФМ 7. Затем определяют

степень видимости объекта по формуле

V 1 ь v т + аг ьф,

с где а - -JT- - относительная действующая

площадь клина;

5кл - площадь входного зрачка, перекрытая клином;

S - площадь входного зрачка зрительной трубы;

т- визуальный коэффициент пропускания фильтра;

Ьф - отношение яркости неба к яркости фона.

Степень видимости V - есть характеристика зрительного восприятия объекта, показывающая во сколько раз нужно уменьшить контраст объекта К, чтобы в данных условиях наблюдения довести его до

порога Е , т.е. величина V К/Е служит для определения контрастов обьектов и метеорологической дальности видимости (прозрачности атмосферы).

Пример. Исследования проводили

летом в дневное время в ясную солнечную погоду. Горизонтальную Ег и вертикальную Ев освещенности изменяли от 10 до 50 тысяч лк. Объект наблюдения располагали на фоне травы с кустарником, коэффициент Ьф

составлял 2,5 - 2,6.

Результаты эксперимента приведены в таблице, где в графах 4, 5 и 8, 9 приведены значения степени видимости объекта, измеренные 1 и 2-м наблюдателями известным и

5 предлагаемым способами соответственно: в графах 6 и 10 указаны средние значения V, в графах 7 и 11 - среднеквадратические отклонения величины V.

Как видно из данных таблицы, погрешность s измерения по предлагаемому способу (гасящий фон - небо у горизонта) значительно меньше по сравнению с известным, так как S2« si. Таким образом, предлагаемый способ позволяет сущест- венно повысить точность (2-8 раз) измерения степени видимости объектов в натурных условиях и расширить диапазон измеряемых объектов благодаря возможности выбора соответствующей пары клин - светофильтр с соответствующим углом преломления и коэффициентом пропускания.

Формула изобретения Способ определения степени видимости объекта, заключающийся в раздвоении изображения объекта и фона, на который он проецируется, на основное и дополнительное смещением пары ахроматический клин - светофильтр расположенной во входном зрачке зрительной трубы, гашении основного изображения фоном дополнительного изображения и вычислении степени видимости объекта, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения степени видимости при одновременном расширении диапазона измеряемых объектов, на объект и фон, на котором объект проецируется, накладывается гасящий рав- нояркий фон в виде фона неба у горизонта посредством выбора необходимого сочетания пары клин - светофильтр из их набора и дальнейшего смещения пары во входном зрачке зрительной трубы, а степень V видимости объекта относительно фона, на котором он проецируется, определяют по формуле

v i+JLiL%,

от

15

где о

- относительная действующая

площадь клина;

5кл - площадь входного зрачка зрительной трубы, перекрытая клином;

S - площадь входного зрачка зрительной трубы;

т- визуальный коэффициент пропускания клина;

Ьф - отношение яркости гасящего фона к яркости фона, на который проецируется объект.

Изобретение относится к метеорологии, позволяет повысить точность измерения степени видимости при одновременном расширении диапазона измеряемых объектов и заключается в раздвоении изображений объекта и фона, на котором рассматривается объект, на основное и дополнительное посредством смещения пары ахроматический клин 1 -светофильтр 2, расположенной во входном зрачке объектива зрительной трубы 3. В качестве гасящего фона при гашении объекта основного изображения фоном дополнительного изображения предлагается использовать небо у горизонта. Выбрав необходимое сочетание пары клин - светофильтр из их набора путем поворота турели, смещают эту пару во входном зрачке зрительной трубы 3, берут отсчет, определяют отношение яркостей неба и фона и вычисляют степень видимости объекта по формуле V 1 -L 1 f/ К + -оГЬ где 7 -относительная действующая площадь клина. Sun - площадь входного зрачка перекрытая клином; S - площадь входного зрачка зрительной трубы, г- визуальный коэффициент клина, Ьф- отношение яркостей неба и фона. 1 табл 2 ил сл С

2 вх. зрачок