无人机巡航测量河流表面流场的方法与应用
Airborne Image Velocimetry System and Its Application on River Surface Flow Field Measurement作者机构：清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室北京100084 苏黎世联邦理工学院水利水文与冰川研究所苏黎世8093
出 版 物：《应用基础与工程科学学报》 (Journal of Basic Science and Engineering)
年 卷 期：2020年第28卷第6期
页 面：1271-1280页
核心收录：
学科分类：08[工学] 081501[工学-水文学及水资源] 080203[工学-机械设计及理论] 0815[工学-水利工程] 0802[工学-机械工程]
基 金：国家重点研发计划项目(2016YFC0402308) 国家公派留学基金(201706210226)
主 题：运动恢复结构 无人机 水面流场 特征点 大尺度图像测速 正摄影图像
摘 要：建立了基于运动结构恢复方法和特征点匹配测速技术的无人机巡航测速系统,实现了对河流大范围表面流场的长距离巡航监测.首先建立地面控制点,并向水中投入示踪物体;利用无人机巡航俯视拍摄河流表面,连续采集照片;采用运动恢复结构方法估算各时刻相机的姿态参数,建立目标区域正射投影网格,转换得到正射影图像;再利用加速鲁棒特征算法识别和匹配连续粒子图像中的特征点,得到特征点坐标和位移;进行尺度转化,最终得到流场.该方法成功应用于瑞士苏黎世利马特河表面流场测量,结果表明该方法得到的正射投影图像质量高,流场计算结果合理,与PIV方法相比误差为3.4%,计算速度提升8倍;计算结果与水文站断面实测值吻合良好.
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