一种模拟飞虫视觉运动感知的U-LSPIV测量系统

作     者：沈克永 杨扬 徐梦溪 吴晓彬 陆云扬 

作者机构：南昌理工学院计算机信息工程学院江西 南昌 南京工程学院计算机工程学院江苏 南京 水利部南京水利水文自动化研究所江苏 南京 

出 版 物：《计算机科学与应用》 (Computer Science and Application)

年 卷 期：2021年第11卷第7期

页      码：1888-1895页

摘      要：通过光学成像观测水流示踪(物)目标,进而测量河流表面二维流速场技术,即LSPIV (large-scale particle image velocimetry)技术,它与常规的转子流速仪、声学、雷达和激光多普勒测速等技术和方法相比,具有诸多优点。然而,目前大多数的LSPIV系统是基于地面固定摄像头测量的,即使是采用基于无人机(unmanned aerial vehicle)的测量,在万平方米以上的超大尺度水面流场成像测量应用中,因受到施测作业区域、天气及光照、水流条件、河–气界面(大气–水体交界面)成像环境下杂乱光线混叠扰动等因素的影响,测量的精度及其稳定性严重受限。为此,本文提出一种模拟飞行昆虫–蜻蜓复眼视觉运动感知的U-LSPIV测量系统设计模式,采用DJI大疆如风系列WIND 8无人机搭载测量仪器,基于光学成像观测水面,通过模拟飞行昆虫–蜻蜓复眼从水面杂乱光线混叠扰动的背景中准确辨识感兴趣目标,所具有的高适应性和高可靠性的自然特性,以及借鉴轻量和低功率的视叶(lightweight and low-powered optic lobe)神经计算范式,以提升水面全场流速场及断面流量的测量精度和稳定性。本文提出的新颖设计模式为适应于野外环境超大尺度的LSPIV测量应用提供了有效的解决方案。

主 题 词：河面流速场测量 无人机 大尺度粒子图像测速 飞虫复眼 

学科分类：08[工学] 0812[工学-测绘类] 

D　O　I：10.12677/CSA.2021.117193

馆 藏 号：203104343...