一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供了一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，包括：一字激光发生器、高速同步器、图像校正标志、数字图像处理器以及一个摄影器；一字激光发生器水平对准待测区域设置，摄影器设置在一字激光发生器中心的正上方，高速同步器分别与一字激光发生器和摄影器连接；一字激光发生器发出的光束经待测区域中的雨滴反射后，在摄影器拍摄的图像中成像；摄影器拍摄预设数量组图像，数字图像处理器对摄影器拍摄的图像进行分析，得到区域降雨均匀度空间分布图。可见，通过本实用新型专利技术基于对雨滴的反射光生成的图像进行相应的图像分析可以准确测量出区域降雨均匀度，且该方法不受人为因素以及设备因素的影响，测量的降雨均匀度分布结果更加准确。

A measuring device for regional rainfall uniformity based on the principle of laser reflection

The utility model provides a uniform rainfall based on the principle of laser reflection measurement device, comprising: a laser generator, high speed synchronizer, image correction marks, digital image processor and a photographic device; a laser generator level alignment measurement area will be set, the photographic device is arranged right above the center of a laser generator. High speed synchronous device are respectively connected with a laser generator and a camera; a light beam from the laser generator by the rain area measured in reflection imaging, image camera shooting; camera shooting a preset number of group images, digital image processor analyzes the image camera shot, get the regional rainfall uniformity in space distribution map. Therefore, the utility model based on image generation light reflection to the raindrop of the corresponding image analysis can accurately measure the regional rainfall uniformity, and the method is not influenced by human factors and equipment factors, the measurement results more accurate distribution of rainfall uniformity.

【技术实现步骤摘要】
一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置
本技术涉及人工降雨参数测定或喷灌器材参数测定
，尤其涉及一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置。
技术介绍
当前测量降雨均匀度的方法主要有以下几种：一种是采用多个雨量计在指定区域内按照一定的形式布设，测定一段时间后折算降雨均匀度，如目前广泛应用的下喷式人工降雨装置。该种降雨测量装置是通过多个不同流量段喷头组合形成，可以模拟一定强度和均匀度的降雨，不同的喷头形成的降雨区域均是圆形，但是不同高度或同一高度时圆形区域内的强度分布存在差异，因此测量结果的准确度低。另一种测量方法是采用激光雨滴谱仪对指定小区域内的雨滴分布进行测量。针对上述两种现有技术，存在一些弊端。第一种方式由于雨量计的布设位置是人为设定，因此整个装置在布局时存在较大的主观因素，而雨量计的摆布位置就对均匀度的计算有较大影响，因此，会造成测量数据不准确。不仅如此，该方法很难测定不同高度位置的降雨均匀度，仅能针对特定平面的水滴分布进行测量。同时采用此类方法时测定过程中占用试验区场地，往往在测定完成后需要关闭降雨器，重新布设试验区域等，增加试验过程中的不确定性，影响试验效率。另一种方法由于受测量原理限制，测定的区域非常小，一般只用来测定雨滴直径的组成，难以实现较大区域内降雨均匀度的测量。综上所述，现有的测量降雨的均匀度的方法，由于测量设备以及测量原理等因素的影响，难以对不同平面的水滴分布进行快速、精确测量。
技术实现思路
本技术提供一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，以解决现有中由于测量设备以及测量原理等因素，难以对不同平面的水滴分布进行快速、精确测量。为了解决上述问题，本技术公开了一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，包括：一字激光发生器、高速同步器、图像校正标志、数字图像处理器以及一个摄影器；所述一字激光发生器水平对准待测区域设置，所述摄影器设置在所述一字激光发生器中心的正上方，所述高速同步器分别与所述一字激光发生器和所述摄影器连接；所述图像校正标志设置在所述摄影器的拍摄视场内，并且数字图像处理器中记录有各图像校正标志之间的距离和位置坐标；所述高速同步器按照预设时间间隔，控制所述一字激光发生器发出光束，同时控制所述摄影器对所述待测区域进行图像拍摄，所述一字激光发生器发出的光束经所述待测区域中的雨滴反射后，在所述摄影器拍摄的图像中成像；所述摄影器拍摄预设数量组图像，所述数字图像处理器对所述摄影器拍摄的图像进行分析，得到区域降雨均匀度空间分布图。优选地，所述一字激光发生器所发光出光束水平穿过所述待测区域，所述光束为红光或绿光。优选地，所述摄影器与所述一字激光发生器之间的距离，等于所述一字激光发生器与所述待测区域之间的距离。优选地，所述数字图像处理器包括：校正单元、非线性增强单元、光斑提取单元、叠加单元以及空间分布图生成单元；所述校正单元对各图像分别进行几何校正，得到校正后的图像；所述非线性增强单元对校正后的各图像，进行非线性增强处理，得到增强后的图像；所述光斑提取单元从各增强后的图像中提取雨滴图像对应的光斑，每个光斑对应一个点位；所述叠加单元将提取的全部光斑进行叠加，得到相同待测区域、同一点位的光斑叠加个数；所述空间分布图生成单元依据叠加得到的相同待测区域、同一点位的光斑叠加个数，生成区域降雨均匀度空间分布图。优选地，所述数字图像处理器还包括：二值化处理单元；所述二值化处理单元将增强后的图像进行二值化处理，以供所述光斑提取单元从二值化处理后的图像中提取雨滴图像对应的光斑。与现有技术相比，本技术具有以下优点：本技术实施例提供的基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，将一字激光发生器发出的光束水平穿过待测区域，高速同步器分别与一字激光发生器和摄影器连接；高速同步器用于按照预设时间间隔，控制一字激光发生器发出光束，同时控制摄影器对待测区域进行图像拍摄，一字激光发生器发出的光束经待测区域中的雨滴反射后，在摄影器拍摄的图像中成像；摄影器拍摄预设数量组图像，数字图像处理器对摄影器拍摄的图像进行分析，得到区域降雨均匀度空间分布图。可见，通过本技术提供的基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，基于对雨滴的反射光生成的图像进行相应的图像分析可以准确测量出区域降雨均匀度，且该方法不受人为因素以及设备因素的影响，同时，由于一字激光发生器发出的光束处于地面之上，不受地形因素的影响，测量的降雨均匀度分布结果更加准确。不仅如此，该方案还可以适应于不同平面或斜面的水滴分布快速测量。附图说明为了更清楚地说明本技术实施例的技术方案，下面将对本技术实施例的描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1是本技术实施例的一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置的结构框图；图2是本技术实施例二的数字图像处理器的结构框图；图3是激光照射雨滴时的光路示意图。具体实施方式下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。实施例一参照图1，示出了本技术实施例一的一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置的结构框图。本技术实施例的基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置包括：一字激光发生器101、高速同步器102、图像校正标志103、数字图像处理器104以及一个摄影器105。一字激光发生器101水平对准待测区域106设置，一字激光发生器所发光出光束水平穿过待测区域，摄影器105设置在一字激光发生器中心的正上方，高速同步器102分别与一字激光发生器101和摄影器105连接；图像校正标志103设置在摄影器105的拍摄视场内，位于待测区域的四个角上，且数字图像处理器中记录各图像校正标志之间的距离和位置坐标。一字激光器所发出光束为红光或绿光。高速同步器102按照预设时间间隔，控制一字激光发生器101发出光束，同时控制摄影器105对待测区域进行图像拍摄，一字激光发生器101发出的光束经待测区域中的雨滴反射后，在摄影器105拍摄的图像中成像；摄影器105拍摄预设数量组图像，数字图像处理器104对摄影器105拍摄的图像进行分析，得到区域降雨均匀度空间分布图。其中，摄影器可以为高速高清摄像机，摄影器在进行图像拍摄时，每隔预设时间间隔从视屏中提取单帧画面作为所拍摄的图像。需要说明的是，一字激光器是一种方便实用的定位工具。可广泛用于测量降雨均匀度或者其他的测量过程的定位工具。一字线激光器线条清晰，小巧，易于安装，可为本技术提供准确的定位技术，可安装在使用机械的垂直或水平面上，提供一条可见的激光标线，使得在整个对降雨测量过程中产生一条可见的、非接触的定位线，方便生产操作和提高生产效率的优点，并且激光线可在三维空间任意微调，已达到最佳使用效果。激光器的水平入射光束厚度为2至6毫米的光线，因此，待测区域的厚度为2至6毫本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，其特征在于，所述装置包括：一字激光发生器、高速同步器、图像校正标志、数字图像处理器以及一个摄影器；所述一字激光发生器水平对准待测区域设置，所述摄影器设置在所述一字激光发生器中心的正上方，所述高速同步器分别与所述一字激光发生器和所述摄影器连接；所述图像校正标志设置在所述摄影器的拍摄视场内，并且数字图像处理器中记录有各图像校正标志之间的距离和位置坐标；所述高速同步器按照预设时间间隔，控制所述一字激光发生器发出光束，同时控制所述摄影器对所述待测区域进行图像拍摄，所述一字激光发生器发出的光束经所述待测区域中的雨滴反射后，在所述摄影器拍摄的图像中成像；所述摄影器拍摄预设数量组图像，所述数字图像处理器对所述摄影器拍摄的图像进行分析，得到区域降雨均匀度空间分布图。

【技术特征摘要】
1.一种基于激光反射原理的区域降雨均匀度测量装置，其特征在于，所述装置包括：一字激光发生器、高速同步器、图像校正标志、数字图像处理器以及一个摄影器；所述一字激光发生器水平对准待测区域设置，所述摄影器设置在所述一字激光发生器中心的正上方，所述高速同步器分别与所述一字激光发生器和所述摄影器连接；所述图像校正标志设置在所述摄影器的拍摄视场内，并且数字图像处理器中记录有各图像校正标志之间的距离和位置坐标；所述高速同步器按照预设时间间隔，控制所述一字激光发生器发出光束，同时控制所述摄影器对所述待测区域进行图像拍摄，所述一字激光发生器发出的光束经所述待测区域中的雨滴反射后，在所述摄影器拍摄的图像中成像；所述摄影器拍摄预设数量组图像，所述数字图像处理器对所述摄影器拍摄的图像进行分析，得到区域降雨均匀度空间分布图。2.根权利要求1所述的装置，其特征在于，所述一字激光发生器所发光出光束水平穿过所述待测区域，所述光束为红光或绿光。3.根据权利要求1...

【专利技术属性】
技术研发人员：龚家国，赵勇，王英，杨朝晖，翟家齐，丁相毅，杨苗，
申请(专利权)人：中国水利水电科学研究院，
类型：新型
国别省市：北京,11