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更新時間：2025-09-17 
瀏覽次數：140全天空成像儀原理：配合機器深度學習算法的運用，提高云的自動化觀測程度【型號推薦：TH-TK2，物聯網一體化設備，云境天合支持定制服務】在氣象觀測領域，全天空成像儀通過光學成像與人工智能技術的深度融合，構建起高精度、智能化的天空狀態感知體系。其核心工作原理基于大氣分子與云粒子對可見光散射特性的差異——晴空時大氣分子對藍光的散射強度遠高于紅光，呈現藍色；而云粒子對各波段光散射均勻，呈現白色。設備搭載的高性能魚眼鏡頭可覆蓋220°以上視野，定時捕獲全天空紅、綠、藍三波段圖像，同步通過太陽跟蹤裝置動態遮擋直射光，避免感光元件受損。結合深度學習算法，系統對圖像進行像素級分析：通過卷積神經網絡提取云層紋理特征，利用通道加權-特征融合結構增強深層語義識別能力，精準區分云與藍天；再通過特征矩陣計算云量占比，并追蹤云層移動軌跡。這種“光學感知+智能解析"的模式，不僅實現了云狀、云量、云軌跡的自動化識別，更將人工觀測誤差率降低，為天氣預報、太陽能資源評估等領域提供關鍵數據支撐。
一、概述
隨著自然科學的發展，云的觀測持續被重視。在早期，對于云的觀測，需要專業人員通過肉眼來觀測，手動記錄觀測結果，觀測結果準確程度因觀測人的經驗和技術水平不同存在很大差異。為了降低人力成本、提高觀測精度，實現無人值守的對天空全天候自動觀測，逐漸用全天空成像儀替代了人工觀測，全天空成像儀配合機器深度學習算法的運用，極大的提高了云的自動化觀測程度，增強了人們對太陽能資源的研究和利用能力。
二、功能說明
全天空成像儀為我司自主研制的新一代全自動、全色彩天空成像設備，該設備擁有220°超大可視角度，通過IOT智能網絡技術，能夠把實時獲取的圖像信息和氣象數據傳輸到后端計算中心，數據經質控、AI圖像識別模型處理后，將實時圖像數據、云的覆蓋率、透光率及附加的天氣數據通過多種形式提供給用戶終端。
三、硬件規格參數
圖像傳感器：1/2.7"Progressive Scan CMOS 500萬像素（默認200萬輸出，200萬，300萬，500萬三擋可通過云端遠程調整）
最di照度：彩色：0.01Lux F1.2
圖像信噪比：≥50dB(AGC OFF)
寬動態范圍：≥80dB
最大圖像分辨率：2592×1944
支持圖像分辨率：2592×1944/2560×1920/2048×1536/1080P(1920×1080)
鏡頭視角：約220°全魚眼
焦距（Focal length）：2.8mm
通光孔徑（Aperture）：F1.8
輸入電壓范圍：11~13.5VDC，標準輸?電壓：12VDC（支持適配器與太陽能兩種供方式）
整機大功耗不超過10W，平均功耗6.5W
網絡通訊方式：4G
溫濕度傳感器：
溫度：傳感器精度±0.3℃，精度適用量程0℃~65℃，使用范圍-20℃~55℃
濕度：傳感器精度±3%RH，精度適用量程10%RH~90%RH，使用范圍0%RH~100%RH
大氣壓傳感器：傳感器精度±1hpa量程300hpa~1100hpa
工作溫度-20℃~55℃
按鍵：
電源按鍵：開機/關機
設置鍵：設備運行狀態中，按下后等待一段時間，設備進入藍牙模式，用于用戶綁定和重設網絡
指示燈：
開機：黃燈長亮不超過5s
藍牙模式：紅燈綠燈，每秒間斷閃爍
運行狀態：4G網絡模式，每10s綠燈閃一次
網絡無可用：紅燈閃爍30秒
天氣數據和圖像采樣頻率可調，快1分鐘上傳一次
產品材質：PC
外部尺寸（長寬高）：305x175x330mm
防水等級：IP55
產品重量：2kg
安裝方式：立桿
單套配置清單
| 序號 | 品名 | 型號 | 主要功能 |
| 1 | 天空成像儀 | TK2 | ①魚眼天空攝像機（垂直對天）②氣溫③相對濕度④氣壓 |
| 2 | 通信系統 | ①有線網絡直連通訊 | |
| 3 | 配套軟件 | APP與web服務 | ①查看實況②查看下載歷史數據③查看圖像圖表④基礎數據接口服務⑤查看實時天空圖像、查看下載歷史天空圖像數據 |
| 4 | 天空圖像算法系統 | 圖像處理算法分析服務2年 | |
| 5 | 市電 | —— | 支持市電 |
| 6 | 安裝支架 | —— |
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