双机位数码影像流态检测系统的示踪粒子空间坐标解析方法-论文.pdf

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1、科技创新与应用l2o14~3期科技创新双机位数码影像流态检测系统的示踪粒子空间坐标解析方法刘自放任庆凯孙浩鹏关强(长春工程学院，吉林长春130012)摘要：介绍了一种示踪粒子水处理构筑物模型试验液流检测双机高清数码影像空间坐标解析方法，给出了获得高清数码影像系统的搭建方法，分析了在透视条件下获得示踪粒子图像与粒子空间影像的关系，说明了采用计算机程序重建示踪粒子三维运动轨迹的具体步骤，总结了该方法的适用特点。关键词：PIV；水处理；模型试验；双机住；空间坐标1引言步关联单帧数码图片进行分析处理，获取示踪粒子空间

2、坐标信息，粒子图像测速(ParticleImageVeloeimetry，PIV)技术是被广泛并通过同步关联系列图片粒子坐标信息的跟踪分析，最终得到构筑应用的流态检测技术。如何运用粒子图像检测的一般原理，采用普物模型内被测流场的数据。双机位高清数码影像示踪粒子构筑物模通检测设备，找到一种适用于水处理模型试验中三维流场流态检测型流态检测流程如图1所示。的易行方法，值得探讨。3流态检测系统目前普遍采用的示踪粒子检测方法，多需配置有激光光源的光本流态检测系统已用于污水处理构筑物模型试验。试验模型采学摄像系统。这种系

3、统所用设备价格相对较为昂贵，且信息处理需用有机玻璃制作，内壁净尺寸长x高×厚为800mm~6OOmmx4OOmm，要专门软件，使其难以广泛推广使用。箱内水流采用单管排孔侧底部曝气驱动；高清摄像机采用普通民用微生物水处理构筑物的构造形态是构筑物内水流流态分布最型摄像机，机位按正侧、左侧互成9O。布置；测试液体为透明食盐水，重要的影响因素之一。优化的构筑物构造形态，不仅可以得到理想示踪粒子为直径5ram红色可视塑料粒子，食盐水与示踪粒子两者的不同种群微生物以适当的比例关系共存的环境，还可以降低驱动密度相同；流态检

4、测试验系统如图2所示。系统工作时，双机布置分水流动力与分配溶解氧曝气量的能源消耗。研究构筑物形态对水流别在模型箱体前侧中心点法线和左侧表面中心点法线位置上，镜头流态的影响，一般采用模型实验进行。为便于观察构筑物心态对流距离箱体表面距离均为2m。摄制示踪粒子运动影像时，采用红外线态的影响，构筑物模型多用有机玻璃等透明材料制成，以清水进行遥控同步开机。试验。结合上述实验研究，本文介绍的是一种通过普通高清摄像机双机拍摄的多示踪粒子视频影像，进而分解为系列二维图片，并对关联二维图像用通用图像计算机处理软件和自编计算机

5、程序解析，然后得到三维流场矢量信息的一种流场测量技术。2流态检测方法本试验采用的方法是：利用普通的高清摄像机，从两个垂直方向摄制模型中的可见示踪粒子随液体运动的数码影像，然后利用通用数码影像处理软件将影像转换为系列静止图片，通过对双机位同葫器I壤鹁葬辕蘸薪漂的匿统计高菥图2双机位数码影像示踪粒子流态检测系统示意图吞篙霰擎菥星囊建薪禳4图像坐标与空间坐标关系粒清-41,高像，．粒图+计粒—■—■—流绘—普通高清摄像机双机位摄制的示踪粒子数码影像，由于透视关霍曩錾心隽二蔫熏系的影响，粒子在图像上呈现的位置，并不能

6、反映粒子所在平面的嚣篪畀燕I筵簪整豢高砻周葛实际粒子的真正坐标。实际粒子的空间坐标，需要进行由镜头引起的图片变形校正，由空气、箱体壁面、箱内液体光线折射影响校正，图1双机位高清数码影像示踪粒子构筑物模型流态检测流程如图以及透视关系校正等工作。变形、折射、透视等影响中，透视关系对3．4三种电源的对比率低、体积小、重量轻的优点。铁路罐车危险品在运输过程中需实时阀控式铅酸蓄电池在铁路罐车上已有成熟的应用经验，可悬挂监测时，可采用太阳能发电给安全监测系统供电。因此，在实际应用于铁路罐车的底架上，便于临时检修或更换电池

7、。这种电池存在体中，可根据用户的具体需求为铁路罐车安全监测系统选择合适的电积和重量大的缺点。采用该电池给安全监测系统供电时，只能进行源。间歇式供电。参考文献锂亚硫酰氯电池因具有体积小、重量轻的优点，应用于铁路罐【1]梁明晖．阀控式铅酸蓄电池在城市轨道交通中的应用【JJ．蓄电池，车可以实现安全监测系统的小型化和轻量化。然而，该电池存在低2012，49(5)：237—240．温放电电压滞后、短路和重负载条件下存在安全隐患等缺点。这种[2]曾建华，李勇．阀控式密封铅酸蓄电池最佳性能的实现[J]．蓄电池，电池作为安全

8、监测系统的电源时，危险品运输过程中的监测也只能2006(2)：63—65．是间歇式的。『31张磊，魏晓斌，张光．阀控式密封铅酸蓄电池的容量与温度关系分采用太阳能发电的方式给铁路罐车安全监测系统供电时，可以析『J1．内燃机车，2007(9)：19—2O、26．达到在1年的检修期内给系统持续供电的目的，实现危险品装卸运[4】王圣平．油田用高温锂亚硫酰氯电池的性能分析[JJ．国外测井技营全过程的实时监测。