Патенты автора Титов Виктор Иванович (RU)
Изобретение относится к средствам диагностики морской поверхности, в частности к дистанционному контролю процессов взаимодействия ветрового волнения и внутренних волн, неоднородных течений и т.п. Способ определения аномалий морской поверхности по оптическим изображениям, в котором при прямолинейном движении носителя (галсе) формируют последовательность изображений морской поверхности с определенным перекрытием и с захватом линии горизонта и части неба с угловой высотой 5-7 градусов при наклонных углах визирования с помощью видеокамеры или фотокамеры и проводят обработку каждого изображения, определяя угол визирования камеры по положению линии горизонта в изображении, которую, в свою очередь, определяют по перепаду яркости изображения на границе моря и неба. В последовательности регистрируемых изображений морской поверхности выбирают два не меняющих положение в течение галса фрагмента, причем один из фрагментов выбирают таким образом, чтобы он не попадал в область солнечных бликов на изображении и чтобы в нем укладывалось не менее порядка 10 периодов поверхностных волн, в нем исключают постоянную составляющую яркости поверхности моря и по зеленой (G) составляющей фрагмента изображения определяют относительную площадь обрушений морской поверхности и спектр волнения, а второй из фрагментов выбирают как можно ближе к надиру либо под углом, близким к углу Брюстера, в нем в каждом изображении определяют относительную спектральную яркость морской поверхности по отношению зеленой (G) к голубой (В) составляющих фрагмента изображения. Затем анализируют временные зависимости всех определяемых величин по последовательности изображений морской поверхности в течение галса и принимают решение о наличии аномалии при одновременном отклонении текущих значений не менее, чем трех из этих величин от средних значений, вычисленных по последовательности изображений морской поверхности. Технический результат – повышение степени достоверности выявления аномалий на морской поверхности. 9 ил.
Изобретение относится к области диагностики характеристик атмосферы и касается способа определения оптической толщины атмосферы. Способ включает в себя получение оптических изображений неба вблизи горизонта с захватом линии горизонта не менее чем в трех спектральных окнах оптического спектра, построение угловой зависимости яркости неба вблизи горизонта и вычисление значения угловой высоты пригоризонтного максимума яркости безоблачного неба в каждом спектральном окне. Оптическую толщину атмосферы получают, решая задачу обращения модельной зависимости угловой высоты пригоризонтного максимума яркости безоблачного неба от оптической толщины атмосферы. Изображения неба получают с помощью синхронизированных оптических систем с одинаковым азимутальным направлением и чувствительностью в различных узких спектральных окнах. При этом используют или оптические системы, сканирующие по азимуту, или не менее чем два набора оптических систем, осуществляющих наблюдение в разных азимутальных направлениях. Технический результат заключается в повышении спектральной точности в широком спектральном диапазоне и улучшении пространственного и временного разрешения проводимых измерений. 1 з.п. ф-лы, 1 ил.
Предложен способ определения скорости ветра над водной поверхностью, в котором получают более двух пространственно-временных изображений водной поверхности из оптических изображений, полученных с помощью более чем двух оптических систем на основе линеек ПЗС-фотодиодов, синхронизированных между собой единым задающим генератором и установленных с разными направлениями визирования в заданном угловом секторе, определяемом азимутальным углом между крайними линейками ПЗС-фотодиодов, причем каждая линейка ПЗС-фотодиодов регистрирует одномерные оптические изображения с захватом линии горизонта и части неба под малыми углами наблюдения, стыкуют по дальности два полученных с соседних линеек ПЗС-фотодиодов изображения по дальности, определяют направления распространения ветровых порывов (определяют углы между направлениями визирования соседних линеек ПЗС-фотодиодов и направлением движения полос ветровых порывов между соседними линейками ПЗС-фотодиодов) и скорость ветровых порывов для соседних линеек ПЗС-фотодиодов по углам наклона полос ветровых порывов на пространственно-временных изображениях, полученных соседними линейками ПЗС-фотодиодов, и известному углу между направлениями визирования соседних линеек ПЗС-фотодиодов, скорость ветра определяют над каждой точкой водной поверхности в направлении визирования каждой линейки ПЗС-фотодиодов из известной модельной зависимости дисперсии уклонов волн от скорости ветра с учетом направления ветровых порывов, а значение дисперсии уклонов волн в направлении визирования в каждой точке водной поверхности получают решая задачу «обращения» зависимости яркости водной поверхности от дисперсии уклонов волн с учетом углового распределения яркости неба, причем для решения задачи «обращения» используют в каждой точке водной поверхности в направлении визирования каждой линейки ПЗС-фотодиодов сравнение измеренной яркости водной поверхности, нормированной на яркость неба у горизонта, зарегистрированной в оптическом изображении водной поверхности, и модельной (расчетной) нормированной яркости водной поверхности, при этом в формуле для яркости водной поверхности используют либо аналитическое выражение для углового распределения яркости неба в зависимости от условий освещения, либо используют угловое распределение яркости неба и окологоризонтного участка водной поверхности, зарегистрированное в цифровом виде в случае необходимости достижения высокого пространственного разрешения на водной поверхности в направлении визирования линеек ПЗС-фотодиодов либо с помощью двух взаимно откалиброванных видеокамер, на объективы которых установлены поляроиды с вертикально и горизонтально расположенными осями пропускания, либо с помощью одной видеокамеры, на объектив которой, как и на объективы линеек ПЗС-фотодиодов, установлены поляроиды или с вертикально, или с горизонтально расположенной осью пропускания, при этом в линейках ПЗС-фотодиодов используют длиннофокусные узкоугольные объективы, а в случае необходимости достижения широкой полосы обзора - с помощью самих линеек ПЗС-фотодиодов с установленными на них широкоугольными объективами и установленными на объективах поляроидами с вертикально или горизонтально расположенной осью пропускания. 4 ил.
Способ определения скорости ветра над водной поверхностью, в котором получают при помощи двух оптических систем на основе линеек ПЗС-фотодиодов с разными направлениями визирования два пространственно-временных изображения водной поверхности. Стыкуют полученные изображения. Определяют направления распространения ветровых порывов по углам наклона полос ветровых порывов на пространственно-временных изображениях и известному углу между направлениями визирования. Скорость ветра определяют над каждой точкой водной поверхности в направлении визирования на основании модельной зависимости дисперсии уклонов волн. Технический результат заключается в разработке способа определения пространственного распределения по дальности скорости ветра над водной поверхностью по пространственно-временным изображениям водной поверхности при рассеянном небесном освещении (вне зоны солнечных бликов), полученным как с неподвижного основания, так и с движущегося носителя, и обладающего высокой помехоустойчивостью. 4 ил.
Изобретение относится к оптическим аналоговым устройствам для спектральной обработки изображений, например, поверхности моря, с использованием некогерентного света и может быть применено для решения ряда научно-технических задач, в частности, для измерения спектров изображения шероховатой поверхности, в том числе пространственного спектра волнения водной поверхности в реальном времени
