本发明专利技术公开了一种河流表面流速确定方法、装置及电子设备，方法通过生成目标河流中预设搜索线的时空图像，对时空图像进行傅里叶变换，得到时空图像的二维自相关函数，基于二维自相关函数确定时空图像中相关值大于预设值的多个目标像素点对应的坐标值，并对每个目标像素点对应的坐标值进行坐标转换，得到每个目标像素点对应的极坐标值，基于每个目标像素点的极坐标值确定目标河流表面水流方向，根据目标河流表面水流流动方向、搜索线的时空图像以及所述搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算目标河流表面流速。本发明专利技术提供的方法，实现了水流方向的准确计算，基于水流方向可以准确计算河流表面流速。可以准确计算河流表面流速。可以准确计算河流表面流速。
【技术实现步骤摘要】
一种河流表面流速确定方法、装置及电子设备
[0001]本专利技术涉及流速测量
，具体涉及一种河流表面流速确定方法、装置及电子设备。
技术介绍
[0002]现有技术中一般采用大尺度粒子跟踪测速(large－scale particle tracking velocimetry，LSPTV)方法对河流流量进行测速，该技术的工作原理是将激光束照射到流体样本上，并测量激光穿过样本时的相移，这种相移与流体中颗粒或液滴的速度有关，然后可用于计算流体的速度和流量这意味着测量的准确性取决于示踪剂颗粒在水中的分布，这可能会受到各种因素的影响，例如风、湍流和其他环境条件。
[0003]此外，在具有复杂流动模式的区域(例如急流、瀑布和高湍流区域)，使用人工示踪剂颗粒也具有较大的挑战性。在具有复杂流动模式的区域，示踪粒子的分布可能变化很大，因此很难获得准确可靠的测量结果。因此，采用现有的LSPTV对河流流速测量的方案存在测量结果不够准确的缺陷。
技术实现思路
[0004]因此，本专利技术要解决的技术问题在于克服现有LSPTV测速方法对河流流速测量的方案存在的测量结果不够准确的缺陷，从而提供一种河流表面流速确定方法、装置及电子设备。
[0005]第一方面，本专利技术实施例公开了一种河流表面流速确定方法，获取目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息；基于预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息生成搜索线的时空图像，时空图像用于表征搜索线上的每个像素点的灰度值与采样时间以及搜索线长度之间的关联关系；对搜索线的时空图像进行傅里叶变换，得到时空图像对应的二维自相关函数，时空图像的二维自相关函数用于表征时空图像中每个像素点的灰度值与其他像素点的灰度值之间相关关系；基于二维自相关函数确定时空图像中相关值大于预设值的多个目标像素点对应的坐标值；将每个目标像素点对应的坐标值进行坐标转换，得到每个目标像素点的极坐标值；基于每个目标像素点的极坐标值确定目标河流表面水流方向；根据目标河流表面水流流动方向、搜索线的时空图像以及搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算目标河流表面流速。
[0006]本专利技术提供的河流表面流速确定方法/装置，通过生成目标河流中预设搜索线的时空图像，对时空图像进行傅里叶变换，得到时空图像的二维自相关函数，基于二维自相关函数确定时空图像中相关值大于预设值的多个目标像素点对应的坐标值，并对每个目标像素点对应的坐标值进行坐标转换，得到每个目标像素点对应的极坐标值，基于每个目标像素点的极坐标值确定目标河流表面水流方向，根据目标河流表面水流流动方向、搜索线的时空图像以及搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算目标河流表面流速。通过本专利技术提供的方法，可以通过对时空图像进行傅里叶变换得到自相关函数，基于自相关函数
可以计算得到时空图像中斜条纹的倾斜度，时空图像中斜条纹的倾斜度可以用于表征水流的方向，实现了水流方向的准确计算，基于水流方向可以准确计算河流表面流速。
[0007]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，根据目标河流表面水流流动方向、搜索线的时空图像以及搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算目标河流表面流速之后，方法还包括：根据目标河流表面流速以及目标河流的预设计算区间面积确定预设计算区间内的流量值。
[0008]本实施方式提供的方法，可以准确计算预设区间内的流量值。
[0009]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，获取目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息，包括：获取目标河流中预设位置的视频数据；基于视频数据确定预设搜索线；基于视频数据以及预设搜索线确定目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息。
[0010]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，基于目标区域每一个像素点极坐标值确定目标河流表面水流方向，包括：基于目标区域每一个像素点极坐标值确定时空图像中条纹倾斜度；基于时空图像中条纹倾斜度确定搜索线上的水流方向；基于搜索线上的水流方向确定目标河流表面水流方向。
[0011]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，二维自相关函数通过下式得到：
[0012][0013]其中，x表示时空图像中像素点的横坐标，t表示时空图像中像素点的纵坐标，f(x，t)表示时空图像中像素点的灰度值，(τ
x
，τ
t
)表示在时空图像中像素点的偏移参数，R(τ
x
，τ
t
)为二维自相关函数。
[0014]第二方面，本专利技术实施例还公开了一种河流表面流速确定装置，包括：获取模块，用于获取目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息；生成模块，用于基于预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息生成搜索线的时空图像，时空图像用于表征搜索线上的每个像素点的灰度值与采样时间以及搜索线长度之间的关联关系；第一确定模块，用于对搜索线的时空图像进行傅里叶变换，得到时空图像对应的二维自相关函数，时空图像的二维自相关函数用于表征时空图像中每个像素点的灰度值与其他像素点的灰度值之间相关关系；第二确定模块，用于基于二维自相关函数确定时空图像中相关值大于预设值的多个目标像素点对应的坐标值；坐标转换模块，用于将每个目标像素点对应的坐标值进行坐标转换，得到每个目标像素点的极坐标值；第三确定模块，用于基于每个目标像素点的极坐标值确定目标河流表面水流方向；第一计算模块，用于根据目标河流表面水流流动方向、搜索线的时空图像以及搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算目标河流表面流速。
[0015]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，装置还包括：第二计算模块，用于根据目标河流表面流速以及目标河流的预设计算区间面积确定预设计算区间内的流量值。
[0016]结合第一方面，在第一方面的一种可能的实施方式中，获取模块，包括：获取子模块，用于获取目标河流中预设位置的视频数据；第一确定子模块，用于基于视频数据确定预
设搜索线；第二确定子模块，用于基于视频数据以及预设搜索线确定目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息。
[0017]第三方面，本专利技术实施例还公开了一种电子设备，包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器；其中，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器执行如第一方面或第一方面任一可选实施方式的河流表面流速确定方法。
[0018]第四方面，本专利技术实施方式还公开了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如第一方面或第一方面任一可选实施方式的河流表面流速确定方法。
附图说明
[0019]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种河流表面流速确定方法，其特征在于，包括：获取目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息；基于所述预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息生成所述搜索线的时空图像，所述时空图像用于表征搜索线上的每个像素点的灰度值与采样时间以及搜索线长度之间的关联关系；对所述搜索线的时空图像进行傅里叶变换，得到所述时空图像对应的二维自相关函数，所述时空图像的二维自相关函数用于表征时空图像中每个像素点的灰度值与其他像素点的灰度值之间相关关系；基于所述二维自相关函数确定所述时空图像中相关值大于预设值的多个目标像素点对应的坐标值；将每个目标像素点对应的坐标值进行坐标转换，得到所述每个目标像素点的极坐标值；基于所述每个目标像素点的极坐标值确定目标河流表面水流方向；根据所述目标河流表面水流流动方向、所述搜索线的时空图像以及所述搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算所述目标河流表面流速。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述目标河流表面水流流动方向、所述搜索线的时空图像以及所述搜索线中每一个像素点对应的真实距离信息计算所述目标河流表面流速之后，所述方法还包括：根据所述目标河流表面流速以及所述目标河流的预设计算区间面积确定所述预设计算区间内的流量值。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息，包括：获取目标河流中预设位置的视频数据；基于所述视频数据确定预设搜索线；基于所述视频数据以及所述预设搜索线确定所述目标河流中预设搜索线的多个采样时间对应的灰度信息。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，基于所述目标区域每一个像素点极坐标值确定目标河流表面水流方向，包括：基于所述目标区域每一个像素点极坐标值确定所述时空图像中条纹倾斜度；基于所述时空图像中条纹倾斜度确定所述搜索线上的水流方向；基于所述搜索线上的水流方向确定所述目标河流表面水流方向。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维自相关函数通过下式得到：其中，x表示时空图像中像素点的横坐标，t表示时空图像中像素点的纵坐标，f(x，t)表示时空图像中像素点的灰度值，(τ
x
，τ
t
)表示在时空图像中像素点的偏移参数，R(τ
【专利技术属性】
技术研发人员：袁文怡，王弘越，肖在春，严柏浩，
申请(专利权)人：广州伏羲智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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