全天空成像仪原理：配合机器深度学习算法的运用，提高云的自动化观测程度

全天空成像仪原理：配合机器深度学习算法的运用，提高云的自动化观测程度【型号推荐：TH-TK2，物联网一体化设备，云境天合支持定制服务】在气象观测领域，全天空成像仪通过光学成像与人工智能技术的深度融合，构建起高精度、智能化的天空状态感知体系。其核心工作原理基于大气分子与云粒子对可见光散射特性的差异——晴空时大气分子对蓝光的散射强度远高于红光，呈现蓝色；而云粒子对各波段光散射均匀，呈现白色。设备搭载的高性能鱼眼镜头可覆盖220°以上视野，定时捕获全天空红、绿、蓝三波段图像，同步通过太阳跟踪装置动态遮挡直射光，避免感光元件受损。结合深度学习算法，系统对图像进行像素级分析：通过卷积神经网络提取云层纹理特征，利用通道加权-特征融合结构增强深层语义识别能力，精准区分云与蓝天；再通过特征矩阵计算云量占比，并追踪云层移动轨迹。这种“光学感知+智能解析”的模式，不仅实现了云状、云量、云轨迹的自动化识别，更将人工观测误差率降低，为天气预报、太阳能资源评估等领域提供关键数据支撑。

一、概述

随着自然科学的发展，云的观测持续被重视。在早期，对于云的观测，需要专业人员通过肉眼来观测，手动记录观测结果，观测结果准确程度因观测人的经验和技术水平不同存在很大差异。为了降低人力成本、提高观测精度，实现无人值守的对天空全天候自动观测，逐渐用全天空成像仪替代了人工观测，全天空成像仪配合机器深度学习算法的运用，极大的提高了云的自动化观测程度，增强了人们对太阳能资源的研究和利用能力。

二、功能说明

全天空成像仪为我司自主研制的新一代全自动、全色彩天空成像设备，该设备拥有220°超大可视角度，通过IOT智能网络技术，能够把实时获取的图像信息和气象数据传输到后端计算中心，数据经质控、AI图像识别模型处理后，将实时图像数据、云的覆盖率、透光率及附加的天气数据通过多种形式提供给用户终端。

三、硬件规格参数

图像传感器：1/2.7"Progressive Scan CMOS 500万像素（默认200万输出，200万，300万，500万三挡可通过云端远程调整）

最di照度：彩色：0.01Lux F1.2

图像信噪比：≥50dB(AGC OFF)

宽动态范围：≥80dB

最大图像分辨率：2592×1944

支持图像分辨率：2592×1944/2560×1920/2048×1536/1080P(1920×1080)

镜头视角：约220°全鱼眼

焦距（Focal length）：2.8mm

通光孔径（Aperture）：F1.8

输入电压范围：11~13.5VDC，标准输⼊电压：12VDC（支持适配器与太阳能两种供方式）

整机大功耗不超过10W，平均功耗6.5W

网络通讯方式：4G

温湿度传感器：

温度：传感器精度±0.3℃，精度适用量程0℃~65℃，使用范围-20℃~55℃

湿度：传感器精度±3%RH，精度适用量程10%RH~90%RH，使用范围0%RH~100%RH

大气压传感器：传感器精度±1hpa量程300hpa~1100hpa

工作温度-20℃~55℃

按键：

电源按键：开机/关机

设置键：设备运行状态中，按下后等待一段时间，设备进入蓝牙模式，用于用户绑定和重设网络

指示灯：

开机：黄灯长亮不超过5s

蓝牙模式：红灯绿灯，每秒间断闪烁

运行状态：4G网络模式，每10s绿灯闪一次

网络无可用：红灯闪烁30秒

天气数据和图像采样频率可调，快1分钟上传一次

产品材质：PC

外部尺寸（长宽高）：305x175x330mm

防水等级：IP55

产品重量：2kg

安装方式：立杆

单套配置清单