[发明专利]一种基于无人机航拍的河道表面流场测试方法

摘要

一种基于无人机航拍的河道表面流场测试方法，采用无人机搭载的摄像机获取天然河道表面水流示踪物运动正射视频图像；基于无人机摄影物距和无人机搭载摄像机相机参数计算图像采样分辨率，进行流场标定；采用时空多尺度光流法计算河道表面初始流场，采用随机抽样子像素匹配方法统计分析由于无人机悬停失稳导致的背景移动量和移动方向；通过对无人机背景运动进行补偿修正获得河道表面真实流场。本发明适用于天然河道大范围表面流场野外原位测试，使用经济、操作简便，可获取河道表面大范围流场正射图像，无需进行透射图像畸变校正；无需设置和测量地面控制点或定位标志进行流场标定，对复杂场地的适应性强，特别在野外无桥无船等特殊情况下非常实用。

主权项

1.一种基于无人机航拍的河道表面流场测试方法，其特征是包括以下步骤：/n(1)采用具有悬停功能搭载摄像机的无人机获取河道表面水流示踪物运动的正射视频图像；启动无人机飞行到相对航高进行拍摄，拍摄方式采用无人机悬停模式、摄像机镜头垂直河道表面进行图像采集；进行图像采集时图像中包括待拍摄河道附近固定不动物体；/n(2)根据摄影物距和无人机搭载的摄像机参数计算河道表面流场的视频采样分辨率，将视频图像像素的位移转换为实际的空间位移量，进行流场标定；/n(3)采用时空多尺度光流法计算河道表面水流运动的初始流场；/n(4)选取视频中地面固定区域，采用随机抽样子像素匹配方法统计分析由于无人机悬停失稳导致的背景移动矢量场；统计分析由于风速影响导致的无人机悬停漂移产生的背景偏移量和偏移角；/n(5)在初始流场的基础上，通过对无人机背景移动矢量场进行补偿修正，获得河道表面的真实流场。/n