一种基于点扩散估计的河流表面流速测量方法技术

本发明专利技术提供了一种基于点扩散估计的河流表面流速测量方法。首先通过对河流表面流动情况进行摄像头的视频采集工作，然后对采集视频进行预处理，使用表示全部图像像素运动的光流信息对河流表面流动速度及方向进行估计和基于点扩散估计的光流可视化的显示。本发明专利技术在光流场的计算与二维速度场的可视化模型展示中，采用基于点扩散估计的思想，以像素点为中心向四周扩散，将河流根据宽度垂直分段，测点按等距离分布，分别对每一垂直段的光流场中的速度矢量进行平均计算。矢量进行平均计算。矢量进行平均计算。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点扩散估计的河流表面流速测量方法


[0001]本专利技术涉及一种基于点扩散估计的河流表面流速测量方法，属于计算机视觉、光流估计、河流测速


技术介绍

[0002]在智慧水利正在兴起并发展的阶段，计算机视觉技术结合水文学和流体力学学科在流体运动研究方面不断进行发展。河流流速是水文信息获取的关键，基于视觉图像的图像法测速，更加适用于极端环境测流条件，基于图像光流信息的表面流速估计解放了大量的人力以及物力的投入，且有利于在夜晚等人工不易观察测量的时间段实现对水情信息的监测与分析。
[0003]在自然河流的横断面上，流速呈现非均匀的分布趋势，由于河床摩擦力的存在，底层水流的流速较小，然后河流流速由水底向水面递增，因水面接触到空气，空气摩擦也会导致流速变缓，所以在水面稍微之下的位置是河流的最大流速。从横向分布来说，河流在垂直剖面上流速自河岸边缘至河流中心位置的水速大小不一，两岸流速最小，河心流速最大，但在计算机视觉领域，目前基于视频检测水流流速只能是表面流速检测。为更准确估计水流表面运动方向和水速大小。
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技术实现思路
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于点扩散估计的河流表面流速测量方法，其特征在于，包括以下步骤：1)通过红外摄像头获取河面一定区域内视频图像，传输到实验室操作中心，对河流表面视频图像处理为静态图像并进行预处理；2)FarneBack算法对河流表面静态图像逐帧进行光流信息提取；3)将河流根据宽度垂直分段，测点按等距离分布，分别对每一垂直段的光流场中的速度矢量进行平均计算；4)将结果进行可视化输出以及实际流速估计计算输出。2.根据权利要求1所述的基于点扩散估计的河流表面流速测量方法，其特征在于，所述FarneBack算法具体如下：通过每个像素点的邻域信息来对该像素点的坐标位置进行多项式展开，得到一个以原坐标(x0，y0)为自变量，新坐标(x，y)为因变量的多项式，并代入...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵小楠，高明，王建华，尹青山，
申请(专利权)人：山东新一代信息产业技术研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：