[发明专利]面向山洪应急监测的球载式水流成像测速系统

摘要

本发明公开了一种面向山洪应急监测的球载式水流成像测速系统，属于非接触式明渠测流技术领域。系统包括航拍气球、伺服自稳定光电平台、系留电缆和地面测控单元四部分。航拍气球由球体、连接网、连接环和吊装平台组成，搭载光电平台悬浮于低空；伺服自稳定光电平台由六波段光谱成像仪、LED补光灯、三轴云台和12VDC变换器组成，以近似垂直的视角对水面连续稳定成像；系留电缆由系留绳、电源线和以太网线组成，用于固定航拍气球并下传光谱成像仪输出的图像数据；地面测控单元由48V自供电装置、19VDC变换器、PoE合路器和移动工作站组成，为系统提供电源并处理监测数据。本发明能够以较小的代价安全、快速地完成现场部署，实现突发性山洪的应急监测。

主权项

一种面向山洪应急监测的球载式水流成像测速系统，其特征在于：包括航拍气球、伺服自稳定光电平台、系留电缆和地面测控单元四部分，航拍气球由球体、连接网、连接环和吊装平台组成，用于搭载光电平台悬浮于低空；伺服自稳定光电平台由六波段光谱成像仪、LED补光灯、三轴云台和12VDC变换器组成，在机动平台下以近似垂直的视角对水面连续稳定成像，成像波段可根据水流示踪物的类型及光照条件在可见光至近红外的六组光谱波段中进行选取；系留电缆由系留绳、电源线和以太网线组成，用于固定航拍气球并下传光谱成像仪输出的图像数据；地面测控单元由48V自供电装置、19VDC变换器、PoE合路器和移动工作站组成，为系统提供电源并通过大尺度粒子图像测速在线流场分析软件获得河流的表面流速；所述的六波段光谱成像仪基于SOPC技术实现，它由以下模块组成：SOPC系统、三可变镜头、带通滤镜、图像传感器、镜头驱动模块、转轮控制模块、LED驱动模块、姿态测量模块、以太网模块、云台驱动模块、无线数传电台、DC‑DC模块，PoE分路器；所述的大尺度粒子图像测速在线流场分析软件包括“图像数据采集”、“水面目标增强”、“运动矢量估计”、“时均流场重建”、“水面流场定标”五个程序模块。