[發明專利]基于數字圖像處理技術的區域降雨均勻度測量系統及方法

在審

• 申請號: 201710094151.1
• 申請日: 2017-02-21
• 公開（公告）號: CN106872406A
• 公開（公告）日: 2017-06-20
• 發明（設計）人: 王英;趙勇;龔家國;鄧曉雅;冶運濤;劉家宏;陳根發;尚毅梓
• 申請（專利權）人: 中國水利水電科學研究院
• 主分類號: G01N21/41
• 分類號: G01N21/41;G01N21/85;G01W1/14
• 代理公司: 北京潤澤恒知識產權代理有限公司11319
• 代理人: 蘇培華

1.一種基于數字圖像處理技術的區域降雨均勻度測量系統，其特征在于，所述系統包括：

一字激光發生器、高速同步器、圖像校正標志、數字圖像處理器以及兩個攝影器；

所述一字激光發生器水平對準待測區域設置，所述一字激光發生器所發出的光束水平穿過待測區域，兩個所述攝影器位于所述待測區域后方且緊鄰所述待測區域，所述攝影器的聚焦中心為所述待測區域中心；所述圖像校正標志設置在所述攝影器的拍攝視場內，并且數字圖像處理器中記錄有各圖像校正標志之間的距離和位置坐標；

所述高速同步器分別與所述一字激光發生器和所述攝影器連接；所述高速同步器按照預設時間間隔，控制所述一字激光發生器發出光束，同時控制所述攝影器對所述待測區域進行圖像拍攝，所述一字激光發生器發出的光束經所述待測區域中的雨滴折射后，分別在兩個所述攝影器拍攝的圖像中成像；

所述攝影器拍攝預設數量組圖像，所述數字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區域降雨均勻度空間分布圖。

2.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，兩個所述攝影器以所述一字激光發生器的中軸線為軸線對稱設置。

3.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述光束為紅光或綠光。

4.根據權利要求1所述的系統，其特征在于，所述數字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行近景攝影測量分析，得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區域降雨均勻度空間分布圖。

5.根據權利要求4所述的系統，其特征在于，所述數字圖像處理器包括：立體像對提取單元、立體像生成單元、平面截取單元、疊加單元以及空間分布圖生成單元；

所述立體像對提取單元從每個圖像對中提取包含的各立體像對，每個立體像對應一個點位，兩個攝影器在同一時刻拍攝的圖像為圖像對；

所述立體像生成單元針對每個立體像對，生成立體像，得到每個圖像對的立體像空間分布，其中，每個立體像則為一個光斑；

所述平面截取單元針對各立體像空間分布，截取立體像分布截面；

所述疊加單元將生成的全部立體像截面疊加，得到相同待測區域、同一點位立體像的疊加個數；

所述空間分布圖生成單元依據疊加得到的相同待測區域、同一點位的立體像疊加個數，生成區域降雨均勻度空間分布圖。

6.一種基于數字圖像處理技術的區域降雨均勻度測量方法，其特征在于，所述方法包括：

對一字激光發生器進行調整，使所述一字激光發生器所發出光束水平穿過待測區域；

記錄各圖像校正標志之間的距離和位置坐標；

進行降雨均勻度測量時，由高速同步器按照預設時間間隔控制所述一字激光發生器發出光束，同時控制兩個攝影器對所述待測區域進行圖像拍攝，預設數量組圖像；其中，所述一字激光發生器發出的光束經所述待測區域中的雨滴折射后，分別在兩個所述攝影器拍攝的圖像中成像；

通過所述數字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區域降雨均勻度空間分布圖。

7.根據權利要求6所述方法，其特征在于，在所述對一字激光發生器進行調整，使所述一字激光發生器所發出光束水平穿過待測區域的步驟之后，所述方法還包括：

預設高速同步器中的時間間隔。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述通過所述數字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區域降雨均勻度空間分布圖的步驟，包括：

對所述攝影器拍攝的圖像進行近景攝影測量分析，得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區域降雨均勻度空間分布圖。

9.根據權利要求8所述的方法，其特征在于，所述對所述攝影器拍攝的圖像進行近景攝影測量分析，得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區域降雨均勻度空間分布圖的步驟，包括：

從每個圖像對中提取包含的各立體像對，每個立體像對應一個點位，兩個攝影器在同一時刻拍攝的圖像為圖像對；

針對每個立體像對，生成立體像，得到每個圖像對的立體像空間分布，其中，每個立體像則為一個光斑；

針對各立體像空間分布，截取立體像分布截面；

將生成的全部立體像截面疊加，得到相同待測區域、同一點位立體像的疊加個數；

依據疊加得到的相同待測區域、同一點位的立體像疊加個數，生成區域降雨均勻度空間分布圖。