[發明專利]一種雨滴物理特性觀測方法

有效

• 申請號: 201510320015.0
• 申請日: 2015-06-11
• 公開（公告）號: CN104976960B
• 公開（公告）日: 2017-05-31
• 發明（設計）人: 郭明航;趙軍;林奇;展小云;史海靜;稅軍峰
• 申請（專利權）人: 西北農林科技大學
• 主分類號: G01B11/10
• 分類號: G01B11/10;G01P3/38;G06T7/20;G06T7/62
• 代理公司: 西安恒泰知識產權代理事務所61216
• 代理人: 史玫

1.一種雨滴物理特性觀測方法，其特征在于，方法包括：

(1)利用第一影像采集裝置和第二影像采集裝置采集同一降雨場景、同一時間段內的多幀影像，所述第一影像采集裝置的曝光時間短于第二影像采集裝置的曝光時間；

(2)對第一影像采集裝置和第二影像采集裝置所采集的影像進行幾何糾正處理，使步驟(1)所得所有影像位于同一坐標系；

(3)對步驟(2)處理后的所有影像進行統計濾波處理，使含有雨滴的影像凸顯；

(4)對步驟(3)得到的影像進行滾動濾波處理：

設當前待處理影像幀R中背景像素取值為0，待判斷像素取值為1；接著，

①將位于當前待處理影像幀的右側邊緣的像素列移到當前待處理影像幀的左側邊緣，得到右滾動影像幀R₁；

②將位于當前待處理影像幀的左側邊緣的像素列移到當前待處理影像幀的右側邊緣，得到左滾動影像幀R₂；

③求得R*R₁與R*R₂的或運算值RES₁；

RES₁為當前待處理影像幀的滾動濾波影像，或者，對RES_(n-1)進行步驟①至③處理，得到RES_n，n為大于等于2的自然數，RES_n為當前待處理影像幀的滾動濾波影像。

(5)對步驟(4)處理后的影像進行二值化處理，得到雨滴影像；

(6)依據第一影像采集裝置采集的雨滴影像計算每幅影像中每一個雨滴的雨滴直徑；依據第一影像采集裝置和第二影像采集裝置采集的雨滴影像計算每一個雨滴的雨滴降落末速度；

所述雨滴直徑為雨滴影像最大直徑與最大直徑垂直的第二直徑的幾何均值；

所述雨滴降落末速度為同一時刻下，第二影像采集裝置采集的雨滴影像中雨滴A的拖尾影像的直徑減去第一影像采集裝置采集的雨滴影像中雨滴B的直徑的差值除以第一影像采集裝置和第二影像采集裝置的曝光時間差，所述雨滴B的雨滴影像重心位于雨滴A的雨滴影像中。

2.如權利要求1所述的雨滴物理特性觀測方法，其特征在于，所述第一影像采集裝置和第二影像采集裝置的采集幀率均為20幀·s^-1，第一影像采集裝置曝光時間為1/4000s,第二影像采集裝置曝光時間為1/500s。

3.如權利要求1所述的雨滴物理特性觀測方法，其特征在于，步驟(2)以標靶為參照，對第一影像采集裝置和第二影像采集裝置所采集的影像進行幾何糾正處理。

4.如權利要求1所述的雨滴物理特性觀測方法，其特征在于，步驟(5)中二值化濾波處理的閾值為28-32。

5.如權利要求1所述的雨滴物理特性觀測方法，其特征在于，所述步驟(6)中雨滴直徑為雨滴影像的最大直徑；或者為雨滴影像外輪廓線上各像素點與雨滴重心距離的幾何平均值，或者為雨滴影像外輪廓線上各像素點與雨滴重心距離的算數平均值；或者為雨滴影像對應的等效圓的直徑。