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河流水面成像测速研究进展
被引量：
27
1
作者
张振
徐枫
+1 位作者
王鑫
徐立中
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期1441-1450,共10页
大尺度粒子图像测速(LSPIV)是一种用于测量大面积(数百平方米)水体表面流速的非接触式全场流速测量技术。不仅可用于常规条件下明渠紊动特性和时均特性的研究,更具有极端条件下河道水流监测的应用潜力。然而受复杂现场环境的影响,该技...
大尺度粒子图像测速(LSPIV)是一种用于测量大面积(数百平方米)水体表面流速的非接触式全场流速测量技术。不仅可用于常规条件下明渠紊动特性和时均特性的研究,更具有极端条件下河道水流监测的应用潜力。然而受复杂现场环境的影响,该技术在天然河流的应用中面临着诸多挑战。从水流示踪方式、流场图像采集、水面目标增强、运动矢量估计、时均流场重建、水面流场定标及不确定度评估七个方面综述了国内外对河流水面成像测速(RSIV)方法的研究进展。通过对现有方法的总结和讨论,提出改进技术方法的研究需求,以使其成为水动力学和水文学中有力的测量工具。
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关键词
河道水流监测
水面
流场
大尺度粒子图像测速
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职称材料
无人机巡航测量河流表面流场的方法与应用
被引量：
7
2
作者
曹列凯
Martin Detert
李丹勋
《应用基础与工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1271-1280,共10页
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...
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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关键词
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
原文传递
高坝泄洪水面曲面及流速场的原型测量方法
被引量：
4
3
作者
钟强
陈启刚
+2 位作者
曹列凯
李丹勋
王兴奎
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期829-836,共8页
构建了基于双高速摄像机的立体摄影测量与大范围PIV测量系统,实现了对高坝泄洪的水面曲面和流速场的原型观测。摄影测量系统将相机内外参数分开标定,既保证了相机标定精度,又减少了布置标定点的工作量;使用SIFT关键点标识法提取不同照...
构建了基于双高速摄像机的立体摄影测量与大范围PIV测量系统,实现了对高坝泄洪的水面曲面和流速场的原型观测。摄影测量系统将相机内外参数分开标定,既保证了相机标定精度,又减少了布置标定点的工作量;使用SIFT关键点标识法提取不同照片中水流表面流动纹理的特征点。大范围PIV系统中,使用灰度标准化、背景移除、中值滤波等方法提取水流表面流动纹理作为PIV计算的示踪物,解决了原型观测中释放示踪物的难题。根据重构出的水面曲面形态对大范围PIV所得流场进行尺度换算与水面贴合,得到真实的表面流场。在向家坝消力池运用实例表明,本方法的计算结果合理。
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关键词
高坝泄洪
水面
流场
水面
曲面
特征点
三维重构
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职称材料
拖曳体内波尾迹水下/水面波流特征试验研究
4
作者
高德宝
张军
+3 位作者
周根水
苏博越
姚志崇
洪方文
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期1-9,共9页
内波水面效应对于水下航行体探测具有重要意义,目前关于水下航行体内波尾迹水面特征的相关研究还较少。本文介绍了在大型分层流试验水池中同时开展的以研究内波尾迹特征及其诱导的水面流动特征的拖曳体内波水下/水面尾迹特征试验研究。...
内波水面效应对于水下航行体探测具有重要意义,目前关于水下航行体内波尾迹水面特征的相关研究还较少。本文介绍了在大型分层流试验水池中同时开展的以研究内波尾迹特征及其诱导的水面流动特征的拖曳体内波水下/水面尾迹特征试验研究。研究采用电导率仪阵列测量拖曳体(SUBOFF)水下内波波高场及其随时间变化,采用基于光学粒子图像互相关分析的流场测试方法测量拖曳体激发内波诱导的水面流场,并定量分析拖曳体激发的内波波长及其扰动引起水面流动的波长。研究表明:所采用的水面流场测量方法可以测量水面mm/s低速流动。在低傅汝德数Fr_(i)下(Fr_(i)≤2.14),分层流体中拖曳体水面尾迹特征主要受水下体效应内波影响,其水面尾迹波长及传播速度与水下内波的波长、传播速度基本一致;随着Fr_(i)的增加(2.14≤Fr_(i)≤3.42),在水下尾流效应内波逐渐增强,但在水面流场未见明显尾流效应内波影响;随着Fr_(i)的进一步增加(3.42≤Fr_(i)≤10.27),水下呈现出明显的尾流效应内波特征,由于表面波效应增强,水面流动主要表现为Kelvin波特征。
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关键词
分层流体
内波尾迹
水面
流场
水下特征
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职称材料
基于线阵CCD的风浪环境下水面弱流场速度测量方法
被引量：
3
5
作者
刘利
王小青
+1 位作者
陈鹏真
种劲松
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期32-38,共7页
风浪环境下对水面弱流场进行测量是波-流作用机理的重要研究手段,对内波、水下地形、漩涡等海洋现象的微波遥感探测有着十分重要的意义。传统的流场测量方法无法在风浪环境下工作,难以应用在对表面弱流场与风生波间相互作用机理的研究...
风浪环境下对水面弱流场进行测量是波-流作用机理的重要研究手段,对内波、水下地形、漩涡等海洋现象的微波遥感探测有着十分重要的意义。传统的流场测量方法无法在风浪环境下工作,难以应用在对表面弱流场与风生波间相互作用机理的研究中。提出了一种基于线阵电荷耦合组件(Charge-Coupled Device,CCD)的表面弱流场光学测量方法,通过表面波相速度的变化测量表面弱流场速度,其最大优点是工作在风浪环境下不受波浪振动影响。文章用水槽实验中内波激发的表面弱流场来验证此方法的正确性,对实际光学数据进行处理表明表面弱流场速度的测量精度优于0.3cm/s。所提出的方法可以用于测量风浪环境下表面弱流场并研究流场与风生波之间的相互作用。
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关键词
线阵CCD
水面
弱
流场
风浪环境
相速度
内波
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职称材料
题名
河流水面成像测速研究进展
被引量：
27
1
作者
张振
徐枫
王鑫
徐立中
机构
河海大学计算机与信息学院
出处
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第7期1441-1450,共10页
基金
国家自然科学基金(61263029
61374019)
中央高校基本科研业务经费专项(2014B00714)项目资助
文摘
大尺度粒子图像测速(LSPIV)是一种用于测量大面积(数百平方米)水体表面流速的非接触式全场流速测量技术。不仅可用于常规条件下明渠紊动特性和时均特性的研究,更具有极端条件下河道水流监测的应用潜力。然而受复杂现场环境的影响,该技术在天然河流的应用中面临着诸多挑战。从水流示踪方式、流场图像采集、水面目标增强、运动矢量估计、时均流场重建、水面流场定标及不确定度评估七个方面综述了国内外对河流水面成像测速(RSIV)方法的研究进展。通过对现有方法的总结和讨论,提出改进技术方法的研究需求,以使其成为水动力学和水文学中有力的测量工具。
关键词
河道水流监测
水面
流场
大尺度粒子图像测速
Keywords
river flow monitoring
free-surface flow field
large-scale particle image velocimetry
分类号
TH815 [机械工程—仪器科学与技术]
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职称材料
题名
无人机巡航测量河流表面流场的方法与应用
被引量：
7
2
作者
曹列凯
Martin Detert
李丹勋
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
苏黎世联邦理工学院水利水文与冰川研究所
出处
《应用基础与工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020年第6期1271-1280,共10页
基金
国家重点研发计划项目(2016YFC0402308)
国家公派留学基金(201706210226)
文摘
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.
关键词
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
Keywords
structure from motion
unmanned aerial vehicles
surface velocity field
feature points
large scale image velocimetry
orthoimage
分类号
P332 [天文地球—水文科学]
TP391.41 [水利工程—水文学及水资源]
原文传递
题名
高坝泄洪水面曲面及流速场的原型测量方法
被引量：
4
3
作者
钟强
陈启刚
曹列凯
李丹勋
王兴奎
机构
清华大学水沙科学与水利水电工程国家重点实验室
北京交通大学土木建筑工程学院
出处
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015年第6期829-836,共8页
基金
国家自然科学基金资助项目(51279081)
"十二五"国家科技支撑计划资助项目(2012BAB04B01)~~
文摘
构建了基于双高速摄像机的立体摄影测量与大范围PIV测量系统,实现了对高坝泄洪的水面曲面和流速场的原型观测。摄影测量系统将相机内外参数分开标定,既保证了相机标定精度,又减少了布置标定点的工作量;使用SIFT关键点标识法提取不同照片中水流表面流动纹理的特征点。大范围PIV系统中,使用灰度标准化、背景移除、中值滤波等方法提取水流表面流动纹理作为PIV计算的示踪物,解决了原型观测中释放示踪物的难题。根据重构出的水面曲面形态对大范围PIV所得流场进行尺度换算与水面贴合,得到真实的表面流场。在向家坝消力池运用实例表明,本方法的计算结果合理。
关键词
高坝泄洪
水面
流场
水面
曲面
特征点
三维重构
Keywords
flood flow discharged from high dams
surface velocity field
surface topography
feature point
three-dimensional reconstruction
分类号
TV135.2 [水利工程—水力学及河流动力学]
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职称材料
题名
拖曳体内波尾迹水下/水面波流特征试验研究
4
作者
高德宝
张军
周根水
苏博越
姚志崇
洪方文
机构
中国船舶科学研究中心船舶振动噪声重点实验室
深海技术科学太湖实验室
出处
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2023年第1期1-9,共9页
基金
国家自然科学基金资助项目(51779232)。
文摘
内波水面效应对于水下航行体探测具有重要意义,目前关于水下航行体内波尾迹水面特征的相关研究还较少。本文介绍了在大型分层流试验水池中同时开展的以研究内波尾迹特征及其诱导的水面流动特征的拖曳体内波水下/水面尾迹特征试验研究。研究采用电导率仪阵列测量拖曳体(SUBOFF)水下内波波高场及其随时间变化,采用基于光学粒子图像互相关分析的流场测试方法测量拖曳体激发内波诱导的水面流场,并定量分析拖曳体激发的内波波长及其扰动引起水面流动的波长。研究表明:所采用的水面流场测量方法可以测量水面mm/s低速流动。在低傅汝德数Fr_(i)下(Fr_(i)≤2.14),分层流体中拖曳体水面尾迹特征主要受水下体效应内波影响,其水面尾迹波长及传播速度与水下内波的波长、传播速度基本一致;随着Fr_(i)的增加(2.14≤Fr_(i)≤3.42),在水下尾流效应内波逐渐增强,但在水面流场未见明显尾流效应内波影响;随着Fr_(i)的进一步增加(3.42≤Fr_(i)≤10.27),水下呈现出明显的尾流效应内波特征,由于表面波效应增强,水面流动主要表现为Kelvin波特征。
关键词
分层流体
内波尾迹
水面
流场
水下特征
Keywords
stratified fluid
internal wave wake
surface flow field
underwater characteristics
分类号
Q353.2 [生物学—遗传学]
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职称材料
题名
基于线阵CCD的风浪环境下水面弱流场速度测量方法
被引量：
3
5
作者
刘利
王小青
陈鹏真
种劲松
机构
中国科学院电子学研究所微波成像技术重点实验室
中国科学院大学
出处
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2014年第2期32-38,共7页
基金
国家自然科学基金(41276185)
文摘
风浪环境下对水面弱流场进行测量是波-流作用机理的重要研究手段,对内波、水下地形、漩涡等海洋现象的微波遥感探测有着十分重要的意义。传统的流场测量方法无法在风浪环境下工作,难以应用在对表面弱流场与风生波间相互作用机理的研究中。提出了一种基于线阵电荷耦合组件(Charge-Coupled Device,CCD)的表面弱流场光学测量方法,通过表面波相速度的变化测量表面弱流场速度,其最大优点是工作在风浪环境下不受波浪振动影响。文章用水槽实验中内波激发的表面弱流场来验证此方法的正确性,对实际光学数据进行处理表明表面弱流场速度的测量精度优于0.3cm/s。所提出的方法可以用于测量风浪环境下表面弱流场并研究流场与风生波之间的相互作用。
关键词
线阵CCD
水面
弱
流场
风浪环境
相速度
内波
Keywords
hnear array UUD
weak current on water surlace
wlnd wave environment
phasevelocity
internal waves
分类号
O353.5 [理学—流体力学]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
河流水面成像测速研究进展
张振
徐枫
王鑫
徐立中
《仪器仪表学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
27
下载PDF
职称材料
2
无人机巡航测量河流表面流场的方法与应用
曹列凯
Martin Detert
李丹勋
《应用基础与工程科学学报》
EI
CSCD
北大核心
2020
7
原文传递
3
高坝泄洪水面曲面及流速场的原型测量方法
钟强
陈启刚
曹列凯
李丹勋
王兴奎
《水科学进展》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2015
4
下载PDF
职称材料
4
拖曳体内波尾迹水下/水面波流特征试验研究
高德宝
张军
周根水
苏博越
姚志崇
洪方文
《船舶力学》
EI
CSCD
北大核心
2023
0
下载PDF
职称材料
5
基于线阵CCD的风浪环境下水面弱流场速度测量方法
刘利
王小青
陈鹏真
种劲松
《实验流体力学》
CAS
CSCD
北大核心
2014
3
下载PDF
职称材料
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