[发明专利]一种雨滴物理特性观测方法

权利要求书

1.一种雨滴物理特性观测方法，其特征在于，方法包括：

(1)利用第一影像采集装置和第二影像采集装置采集同一降雨场景、同一时间段内的多帧影像，所述第一影像采集装置的曝光时间短于第二影像采集装置的曝光时间；

(2)对第一影像采集装置和第二影像采集装置所采集的影像进行几何纠正处理，使步骤(1)所得所有影像位于同一坐标系；

(3)对步骤(2)处理后的所有影像进行统计滤波处理，使含有雨滴的影像凸显；

(4)对步骤(3)得到的影像进行滚动滤波处理：

设当前待处理影像帧R中背景像素取值为0，待判断像素取值为1；接着，

①将位于当前待处理影像帧的右侧边缘的像素列移到当前待处理影像帧的左侧边缘，得到右滚动影像帧R₁；

②将位于当前待处理影像帧的左侧边缘的像素列移到当前待处理影像帧的右侧边缘，得到左滚动影像帧R₂；

③求得R*R₁与R*R₂的或运算值RES₁；

RES₁为当前待处理影像帧的滚动滤波影像，或者，对RES_(n-1)进行步骤①至③处理，得到RES_n，n为大于等于2的自然数，RES_n为当前待处理影像帧的滚动滤波影像。

(5)对步骤(4)处理后的影像进行二值化处理，得到雨滴影像；

(6)依据第一影像采集装置采集的雨滴影像计算每幅影像中每一个雨滴的雨滴直径；依据第一影像采集装置和第二影像采集装置采集的雨滴影像计算每一个雨滴的雨滴降落末速度；

所述雨滴直径为雨滴影像最大直径与最大直径垂直的第二直径的几何均值；

所述雨滴降落末速度为同一时刻下，第二影像采集装置采集的雨滴影像中雨滴A的拖尾影像的直径减去第一影像采集装置采集的雨滴影像中雨滴B的直径的差值除以第一影像采集装置和第二影像采集装置的曝光时间差，所述雨滴B的雨滴影像重心位于雨滴A的雨滴影像中。

2.如权利要求1所述的雨滴物理特性观测方法，其特征在于，所述第一影像采集装置和第二影像采集装置的采集帧率均为20帧·s^-1，第一影像采集装置曝光时间为1/4000s,第二影像采集装置曝光时间为1/500s。

3.如权利要求1所述的雨滴物理特性观测方法，其特征在于，步骤(2)以标靶为参照，对第一影像采集装置和第二影像采集装置所采集的影像进行几何纠正处理。

4.如权利要求1所述的雨滴物理特性观测方法，其特征在于，步骤(5)中二值化滤波处理的阈值为28-32。

5.如权利要求1所述的雨滴物理特性观测方法，其特征在于，所述步骤(6)中雨滴直径为雨滴影像的最大直径；或者为雨滴影像外轮廓线上各像素点与雨滴重心距离的几何平均值，或者为雨滴影像外轮廓线上各像素点与雨滴重心距离的算数平均值；或者为雨滴影像对应的等效圆的直径。