本發(fā)明涉及人工降雨參數(shù)測定或噴灌器材參數(shù)測定技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

當前測量降雨均勻度的方法主要有以下幾種：一種是采用多個雨量計在指定區(qū)域內(nèi)按照一定的形式布設(shè)，測定一段時間后折算降雨均勻度，如目前廣泛應(yīng)用的下噴式人工降雨裝置。該種降雨測量裝置是通過多個不同流量段噴頭組合形成，可以模擬一定強度和均勻度的降雨，不同的噴頭形成的降雨區(qū)域均是圓形，但是不同高度或同一高度時圓形區(qū)域內(nèi)的強度分布存在差異，因此測量結(jié)果的準確度低。另一種測量方法是采用激光雨滴譜儀對指定小區(qū)域內(nèi)的雨滴分布進行測量。

針對上述兩種現(xiàn)有技術(shù)，存在一些弊端，第一種方式由于雨量計的布設(shè)位置是人為設(shè)定，因此整個裝置在布局時存在較大的主觀因素，而雨量計的擺布位置就對均勻度的計算有較大影響，因此，會造成測量數(shù)據(jù)不準確。不僅如此，該方法很難測定不同高度位置的降雨均勻度。同時采用此類方法時測定過程中占用試驗區(qū)場地，往往在測定完成后需要關(guān)閉降雨器，重新布設(shè)試驗區(qū)域等，增加試驗過程中的不確定性，影響試驗效率。另一種方法由于受測量原理限制，測定的區(qū)域非常小，一般只用來測定雨滴直徑的組成，難以實現(xiàn)較大區(qū)域內(nèi)降雨均勻度的測量。

綜上所述，現(xiàn)有的測量降雨的均勻度的方法，由于測量設(shè)備以及測量原理等因素的影響，導(dǎo)致降雨均勻度測量結(jié)果不準確。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方案，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的由于測量設(shè)備以及測量原理等因素，造成測量數(shù)據(jù)不準確的問題。

為了解決上述問題，本發(fā)明公開了一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)，所述系統(tǒng)包括：一字激光發(fā)生器、高速同步器、數(shù)字圖像處理器、兩個攝影器以及圖像校正標志；所述一字激光發(fā)生器水平對準待測區(qū)域設(shè)置，所述一字激光發(fā)生器所發(fā)出的光束水平穿過待測區(qū)域，兩個所述攝影器設(shè)置在所述一字激光發(fā)生器正上方，所述攝影器的聚焦中心為所述待測區(qū)域中心；所述圖像校正標志設(shè)置在所述攝影器的拍攝視場內(nèi)，并且數(shù)字圖像處理器中記錄有各圖像校正標志之間的距離和位置坐標；所述高速同步器分別與所述一字激光發(fā)生器和所述攝影器連接；所述高速同步器按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制所述一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制所述攝影器對所述待測區(qū)域進行圖像拍攝，所述一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)所述待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在兩個所述攝影器拍攝的圖像中成像；所述攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，所述數(shù)字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

優(yōu)選地，兩個所述攝影器以所述一字激光發(fā)生器的中軸線為軸線對稱設(shè)置。

優(yōu)選地，所述光束為紅光或綠光。

優(yōu)選地，所述數(shù)字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行近景攝影測量分析，得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

優(yōu)選地，所述數(shù)字圖像處理器包括：立體像對提取單元、立體像生成單元、平面截取單元、疊加單元以及空間分布圖生成單元；所述立體像對提取單元從每個圖像對中提取包含的各立體像對，每個立體像對應(yīng)一個點位，兩個攝影器在同一時刻拍攝的圖像為圖像對；所述立體像生成單元針對每個立體像對，生成立體像，得到每個圖像對的立體像空間分布，其中，每個立體像則為一個光斑；所述平面截取單元針對各立體像空間分布，截取立體像分布截面；所述疊加單元將生成的全部立體像截面疊加，得到相同待測區(qū)域、同一點位立體像的疊加個數(shù)；所述空間分布圖生成單元依據(jù)疊加得到的相同待測區(qū)域、同一點位的立體像疊加個數(shù)，生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

為了解決上述問題，本發(fā)明還公開了一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法，所述方法包括：對一字激光發(fā)生器進行調(diào)整，使所述一字激光發(fā)生器所發(fā)出光束水平穿過待測區(qū)域；記錄各圖像校正標志之間的距離和位置坐標；進行降雨均勻度測量時，由高速同步器按照預(yù)設(shè)時間間隔控制所述一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制兩個攝影器對所述待測區(qū)域進行圖像拍攝，預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像；其中，所述一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)所述待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在兩個所述攝影器拍攝的圖像中成像；通過數(shù)字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

優(yōu)選地，所述方法還包括：預(yù)設(shè)高速同步器中的時間間隔。

優(yōu)選地，所述通過所述數(shù)字圖像處理器對所述攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖的步驟，包括：對所述攝影器拍攝的圖像進行近景攝影測量分析，得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

優(yōu)選地，所述對所述攝影器拍攝的圖像進行近景攝影測量分析，得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖的步驟，包括：從每個圖像對中提取包含的各立體像對，每個立體像對應(yīng)一個點位，兩個攝影器在同一時刻拍攝的圖像為圖像對；針對每個立體像對，生成立體像，得到每個圖像對的立體像空間分布，其中，每個立體像則為一個光斑；針對各立體像空間分布，截取立體像分布截面；將生成的全部立體像截面疊加，得到相同待測區(qū)域、同一點位立體像的疊加個數(shù)；依據(jù)疊加得到的相同待測區(qū)域、同一點位的立體像疊加個數(shù)，生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點：

本發(fā)明實施例提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方案，將一字激光發(fā)生器水平對準待測區(qū)域設(shè)置，兩個攝影器設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，且兩個攝影器對稱設(shè)置在一字激光發(fā)生器中軸線兩側(cè)，高速同步器分別與一字激光發(fā)生器和攝像器連接；高速同步器用于按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在攝影器拍攝的圖像中成像；攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器對攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖?？梢?，通過本發(fā)明提供的基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的區(qū)域降雨均勻度測量方案，基于對雨滴的反射光生成的圖像進行相應(yīng)的圖像分析可以準確測量出區(qū)域降雨均勻度，且該方法不受人為因素以及設(shè)備因素的影響，同時，由于一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束處于地面之上，不受地形因素的影響，測量的降雨均勻度分布結(jié)果更加準確。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實施例的技術(shù)方案，下面將對本發(fā)明實施例的描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1本發(fā)明實施例的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；

圖2本發(fā)明實施例二的數(shù)字圖像處理器的結(jié)構(gòu)框圖；

圖3本發(fā)明實施例三的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法的步驟流程圖；

圖4本發(fā)明實施例四的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法的步驟流程圖；

圖5是激光照射雨滴時的光路示意圖。

具體實施方式

下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒景l(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。

實施例一

參照圖1，示出了本發(fā)明實施例一的一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

本發(fā)明實施例的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)包括：一字激光發(fā)生器101、高速同步器102、數(shù)字圖像處理器103、第一攝影器104、第二攝影器105以及圖像校正標志106。

一字激光發(fā)生器101水平對準待測區(qū)域，一字激光發(fā)生器所發(fā)光出光束水平對準待測區(qū)域107，第一攝影器104以及第二攝影器105設(shè)置在一字激光發(fā)生器101正上方攝影器的聚焦中心為待測區(qū)域中心，圖像校正標志106設(shè)置在攝影器的拍攝視場內(nèi)，位于待測區(qū)域的四個角上，且數(shù)字圖像處理器中記錄各圖像校正標志之間的距離和位置坐標，一字激光器所發(fā)出光束為紅光或綠光。

高速同步器102分別與一字激光發(fā)生器101和第一攝像器104、第二攝像器105連接；高速同步器102按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器101發(fā)出光束，同時控制第一攝影器104以及以及第二攝影器105對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器101發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在第一攝影器104以及第二攝影器105拍攝的圖像中成像。

攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器103對攝影器拍攝的圖像基于近景攝影測量原理進行圖像分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

其中，攝影器可以為高速高清攝像機，攝影器在進行圖像拍攝時，每隔預(yù)設(shè)時間間隔從視屏中提取單幀畫面作為所拍攝的圖像。

需要說明的是，一字激光發(fā)生器是一種方便實用的定位工具。可廣泛用于測量降雨均勻度或者其他的測量過程的定位工具。

一字激光發(fā)生器線條清晰，小巧，易于安裝，可為本發(fā)明提供準確的定位技術(shù)，可安裝在使用機械的垂直或水平面上，提供一條可見的激光標線，使得在整個對降雨測量過程中產(chǎn)生一條可見的、非接觸的定位線，方便生產(chǎn)操作和提高生產(chǎn)效率的優(yōu)點，并且激光線可在三維空間任意微調(diào)，已達到最佳使用效果，激光器的水平入射光束厚度為2至6毫米的光線，因此，待測區(qū)域的厚度為2至6毫米。

將兩個攝影器設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，且兩個攝影器對稱設(shè)置在一字激光發(fā)生器中軸線兩側(cè)，攝影器的聚焦中心為待測區(qū)域中心，且高速同步器按照預(yù)設(shè)時間隔控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對預(yù)設(shè)時間間隔進行選擇，可以將預(yù)設(shè)時間間隔設(shè)置為5ms、6ms、10ms等，對此不作具體限制。

該時間間隔為激光發(fā)出至在雨滴中完成反射所需的時間，該時間間隔與一字激光發(fā)生器與待側(cè)區(qū)域間的間隔、以及待測雨滴大小有關(guān)。

當高速同步器按照預(yù)設(shè)時間間隔控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束的同時，由于高速同步器分別與一字激光發(fā)生器與第一攝像器以及第二攝像器連接，當一字激光發(fā)生器發(fā)出光束的同時，兩個攝像器會同時對待測區(qū)域進行拍攝，并且生成圖像，生成的圖像為一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)過雨滴反射后所拍攝的圖像。

需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對圖像的數(shù)量進行設(shè)定，為了使得測量數(shù)據(jù)的準確性，每個攝像器可以拍攝多種圖像，例如：3組、4組或者5組等，對此不作具體限制，且每組中的圖片可以為5張，6張或8張等任意數(shù)量。

本發(fā)明實施例提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)，將一字激光發(fā)生器水平對準待測區(qū)域設(shè)置，兩個攝影器設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，高速同步器分別與一字激光發(fā)生器和攝像器連接；高速同步器用于按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在攝影器拍攝的圖像中成像；攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器對攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖?？梢?，通過本發(fā)明提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)，基于對雨滴的反射光生成的圖像進行相應(yīng)的圖像分析便可以準確測量出區(qū)域降雨均勻度，且該方法不受人為因素以及設(shè)備因素的影響，測量的降雨均勻度分布結(jié)果更加準確。

實施例二

依然參照圖1，對本發(fā)明實施例二的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)進行說明。

本發(fā)明實施例的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)包括：一字激光發(fā)生器101、高速同步器102、數(shù)字圖像處理器103、第一攝影器104、第二攝影器105以及圖像校正標志106。

一字激光發(fā)生器101水平對準待測區(qū)域107設(shè)置，且一字激光發(fā)生器101所發(fā)光出光束水平對準待測區(qū)域，光束為紅光或綠光。

第一攝影器104以及第二攝影器105設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，且兩個攝影器對稱設(shè)置在一字激光發(fā)生器中軸線兩側(cè)，兩個攝影器的聚焦中心均為待測區(qū)域中心。

高速同步器102分別與一字激光發(fā)生器101和第一攝像器104、第二攝像器105連接；高速同步器102按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器101發(fā)出光束，同時控制第一攝影器104以及以及第二攝影器105對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器101發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在第一攝影器104以及第二攝影器105拍攝的圖像中成像。

其中，激光照射雨滴時的光路圖如圖5所示。從圖5中可知，激光照射雨滴時，會產(chǎn)生兩次反射以及兩次折射，光線的具體走向參見圖5所示。

攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器103對攝影器拍攝的圖像基于近景攝影測量原理進行圖像分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

需要說明的是，一字激光器是一種方便實用的定位工具。可廣泛用于測量降雨均勻度或者其他的測量過程的定位工具。

將兩個攝影器設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，且兩個攝影器對稱設(shè)置在一字激光發(fā)生器中軸線兩側(cè)，攝影器的聚焦中心為待測區(qū)域中心，且高速同步器按照預(yù)設(shè)時間隔控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對預(yù)設(shè)時間間隔進行選擇，可以將預(yù)設(shè)時間間隔設(shè)置為幾毫秒，例如：5毫秒，6毫秒，8毫秒等，本發(fā)明實施例中對此不作具體限制。

高速同步器按照預(yù)設(shè)時間間隔控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束的同時，控制兩個攝像器對待測區(qū)域進行拍攝，并且生成圖像，且生成的圖像為一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)過雨滴反射后所拍攝的圖像。

需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對圖像的數(shù)量進行設(shè)定，為了使得測量數(shù)據(jù)的準確性，每個攝像器可以拍攝多組圖像，例如3組、4組或者5組等，對此不作具體限制，且每組中包含5張圖像。

攝影器拍攝的圖像可以通過無線網(wǎng)絡(luò)實時發(fā)送至數(shù)字圖像處理器，也可以在全部圖像拍攝完成后，由技術(shù)人員將攝影器所拍攝圖像拷貝至數(shù)據(jù)圖像處理器。

對攝影器采集到的多組圖像，通過數(shù)字圖像處理器進行近景攝影測量分析，即可得到被激光束照亮的雨滴的空間三維分布圖，以生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖，分布圖生成原理如下：

數(shù)字圖像處理器的結(jié)構(gòu)框圖如圖2所示，數(shù)字圖像處理器103包括：立體像對提取單元1031、立體像生成單元1032、平面截取單元1033、疊加單元1034以及空間分布圖生成單元1035。數(shù)字圖像處理器中包含的各單元為具有數(shù)據(jù)處理能力的硬件模塊，該硬件模塊中燒寫有計算機程序。

立體像對提取單元1031從每個圖像對中提取包含的各立體像對，每個立體像對應(yīng)一個點位，兩個攝影器在同一時刻拍攝的圖像為圖像對。

立體像對將生成的圖像中對雨滴立體圖像進行提取。由于攝像器拍攝的圖像為平面圖像，在對區(qū)域降雨均勻度檢測過程中，使用平面圖像來進行均勻度的檢測并不方便，此時需要對圖像中的立體像對進行提取。

首先，立體像對是兩張同一地區(qū)的遙感影像，從不同角度進行拍攝，獲得的具有重疊區(qū)域，在一定條件下，使用專業(yè)儀器或者肉眼可以看到立體影像，通過立體影像可以進行包括測量，生成DEM(Digital Elevation Model，數(shù)字高程模型)，它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。DEM除了包括地面高程信息外，還可以派生地貌特性，包括坡度、坡向等，還可以計算地形特征參數(shù)，包括山峰、山脊、平原、位面、河道和溝谷等。

對圖像中立體相對的提取可以采用基于合成孔徑雷達立體影像生成DEM的方法。由于微波具有穿透云霧、雨雪等特點，使得合成孔徑雷達能夠不受天氣和時間的限制掃描成像。

或者采用基于ASTER遙感立體像對的DEM提取，ASTER衛(wèi)星傳感器是可以拍攝立體像對傳感器中的代表，具有數(shù)據(jù)質(zhì)量穩(wěn)定、覆蓋廣泛、價格低廉的特點。

需要說明的是，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實際情況對立體像對提取的方法進行選擇，對此不作具體限制。本發(fā)明實施例中，提取立體相對還原雨滴的立體像。

將上述立體像對提取單元提取好的像對，通過立體像生成單元1032針對每個立體像對，生成立體像，得到每個圖像對的立體像空間分布，其中，每個立體像則為一個光斑。

平面截取單元1033針對各立體像空間分布，截取立體像分布截面。

所截的具體截面依據(jù)拍攝時一字激光發(fā)生器所發(fā)生光線的粗細息息相關(guān)。

疊加單元1034將生成的全部立體像截面疊加，得到相同待測區(qū)域、同一點位立體像的疊加個數(shù)。

對提取的全部立體圖像界面進行疊加也可以使用PS對光斑進行疊加，得到在同一待測區(qū)域同一點位的光斑的個數(shù)，方便后續(xù)的處理。當然除了使用PS(Adobe Photoshop，圖像處理軟件)對立體圖像疊加之外還可以使用ENVI軟件對立體圖像進行疊加。

具體地，首先在ENVI中打開遙感圖像和矢量圖，如果想實現(xiàn)疊加的功能，圖像必須有地理編碼。所以必須利用地面控制點GCP對試驗區(qū)的遙感圖像進行配準，GCP是在原始圖像空間與標準(校正)空間(如矢量圖)上尋找的同名點，GCP必須比較精確，它直接影響幾何精校正的精度，因而同名點都選擇在研究區(qū)中容易精確定位的特征點(如小水塘、線狀地物的交叉點等)。若GCP選擇不精確、GCP數(shù)目過少、GCP分布不合理或畸變數(shù)學模型不能很好地反映幾何畸變過程，則會造成幾何校正的精度下降。

利用ENVI軟件進行了遙感圖像和矢量圖的疊加，得到遙感圖像和矢量圖綜合顯示的地圖，擁有比單純的矢量線劃地圖豐富得多的信息量，具有直觀易讀的特點，為人們的視覺直接感知的可視化表達程度及輔助決策的準確度。

空間分布圖生成單元1035依據(jù)疊加得到的相同待測區(qū)域、同一點位的立體像疊加個數(shù)，生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

本發(fā)明實施例提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)，將一字激光發(fā)生器水平對準待測區(qū)域設(shè)置，兩個所述攝影器設(shè)置在所述一字激光發(fā)生器正上方，高速同步器分別與一字激光發(fā)生器和攝像器連接；高速同步器用于按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在攝影器拍攝的圖像中成像；攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器對攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖?？梢姡ㄟ^本發(fā)明提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)，基于對雨滴的反射光生成的圖像進行相應(yīng)的圖像分析便可以準確測量出區(qū)域降雨均勻度，且該方法不受人為因素以及設(shè)備因素的影響，測量的降雨均勻度分布結(jié)果更加準確。

實施例三

參照圖3，示出了本發(fā)明實施例三的一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法的步驟流程圖。

本發(fā)明實施例提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法包括以下步驟：

步驟301：對一字激光發(fā)生器進行調(diào)整，使一字激光發(fā)生器所發(fā)出光束水平穿過待測區(qū)域。

一字激光發(fā)生器所發(fā)出的光束可以為紅光或綠光。也就是說，一字激光發(fā)生器可以為紅光發(fā)生器，也可以為綠光發(fā)生器，一字激光發(fā)生器所發(fā)出光束水平穿過待測區(qū)域。

步驟302：記錄各圖像校正標志之間的距離和位置坐標。

所記錄的各圖像校正標志之間的距離和位置坐標，后續(xù)用于對圖像進行幾何校正。

步驟303：進行降雨均勻度測量時，由高速同步器按照預(yù)設(shè)時間間隔控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制兩個攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像。

其中，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在兩個攝影器拍攝的圖像中成像。攝影器可以為高速高清攝像機，攝影器在進行圖像拍攝時，每隔預(yù)設(shè)時間間隔從視屏中提取單幀畫面作為所拍攝的圖像。

步驟304：通過數(shù)字圖像處理器對攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

對圖像進行分析得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖的具體實現(xiàn)方式，參見實施例二中的相關(guān)說明即可，本發(fā)明實施例中對此不作具體限制。本發(fā)明實施例提供的基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的區(qū)域降雨均勻度測量方法，將一字激光發(fā)生器水平對準待測區(qū)域設(shè)置，兩個攝影器設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，，高速同步器分別與一字激光發(fā)生器和攝像器連接；高速同步器用于按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在攝影器拍攝的圖像中成像；攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器對攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖?？梢姡ㄟ^本發(fā)明提供的基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的區(qū)域降雨均勻度測量方法，基于對雨滴的反射光生成的圖像并進行相應(yīng)的圖像分析便可以準確測量出區(qū)域降雨均勻度，且該方法不受人為因素以及設(shè)備因素的影響，測量的降雨均勻度分布結(jié)果更加準確。

實施例四

參照圖4，示出了本發(fā)明實施例四的一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法的步驟流程圖。

本發(fā)明實施例提供的基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量方法包括以下步驟：

步驟401：對一字激光發(fā)生器進行調(diào)整，使一字激光發(fā)生器所發(fā)出光束水平穿過待測區(qū)域。

本發(fā)明實施例中采用實施例二中的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)進行降雨均勻度分析，對于區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)的具體結(jié)構(gòu)參見實施例二中的相關(guān)說明即可，本發(fā)明實施例中對此不再贅述。

測量前，需要調(diào)整一字激光發(fā)生器，使其所發(fā)出的光束水平穿過待測區(qū)域。

步驟402：記錄各圖像校正標志之間的距離和位置坐標。

所記錄的各圖像校正標志之間的距離和位置坐標，后續(xù)用于對圖像進行幾何校正.

步驟403：預(yù)設(shè)高速同步器中的時間間隔。

在測試過程中，高速同步器則按照預(yù)設(shè)的時間間隔控制一字激光發(fā)生器以及第一攝影器和第二攝影器。

區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)布局完成后，在降雨時，即可通過該系統(tǒng)進行降雨均勻度空間分布分析。降雨可以為人工降雨，也可以為自然降雨，在降雨時開啟該系統(tǒng)即可。

步驟404：進行降雨均勻度測量時，由高速同步器按照預(yù)設(shè)時間間隔控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制兩個攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像。

其中，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別同時在兩個攝影器拍攝的圖像中成像。對生成的圖像基于近景攝影測量原理進行分析，生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖，一種優(yōu)選的降雨均勻度空間分布圖生成方式如步驟404至步驟408中所述。

步驟405：從每個圖像對中提取包含的各立體像對，每個立體像對應(yīng)一個點位，兩個攝影器在同一時刻拍攝的圖像為圖像對。

對圖像提取立體像對具體實現(xiàn)方式，參照實施例二中對立體像對提取單元的相關(guān)描述即可，本發(fā)明實施例中對此不再贅述。

步驟406：針對每個立體像對，生成立體像，得到每個圖像對的立體像空間分布。

其中，每個立體像則為一個光斑。

步驟407：針對各立體像空間分布，截取立體像分布截面。

步驟408：將生成的全部立體像截面疊加，得到相同待測區(qū)域、同一點位立體像的疊加個數(shù)。

生成的區(qū)域降雨均勻度空間分布圖可以表征待測區(qū)域在一定時間段內(nèi)的降雨分布。

步驟409：依據(jù)疊加得到的相同待測區(qū)域、同一點位的立體像疊加個數(shù)，生成區(qū)域降雨均勻度空間分布圖。

本發(fā)明實施例提供的基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的區(qū)域降雨均勻度測量方法，將一字激光發(fā)生器正對待測區(qū)域設(shè)置，兩個攝影器設(shè)置在一字激光發(fā)生器正上方，高速同步器分別與一字激光發(fā)生器和攝像器連接；高速同步器用于按照預(yù)設(shè)時間間隔，控制一字激光發(fā)生器發(fā)出光束，同時控制攝影器對待測區(qū)域進行圖像拍攝，一字激光發(fā)生器發(fā)出的光束經(jīng)待測區(qū)域中的雨滴反射后，分別在攝影器拍攝的圖像中成像；攝影器拍攝預(yù)設(shè)數(shù)量組圖像，數(shù)字圖像處理器對攝影器拍攝的圖像進行分析，得到區(qū)域降雨均勻度空間分布圖?？梢?，通過本發(fā)明提供的基于數(shù)字圖像處理技術(shù)的區(qū)域降雨均勻度測量方法，基于對雨滴的反射光生成的圖像并進行相應(yīng)的圖像分析便可以準確測量出區(qū)域降雨均勻度，且該方法不受人為因素以及設(shè)備因素的影響，測量的降雨均勻度分布結(jié)果更加準確。

本說明書中的各個實施例均采用遞進的方式描述，每個實施例重點說明的都是與其他實施例的不同之處，各個實施例之間相同相似的部分互相參見即可。對于系統(tǒng)實施例而言，由于其與方法實施例基本相似，所以描述的比較簡單，相關(guān)之處參見方法實施例的部分說明即可。

以上對本發(fā)明所提供的一種基于近景攝影測量原理的區(qū)域降雨均勻度測量系統(tǒng)及方法，進行了詳細介紹，本文中應(yīng)用了具體個例對本發(fā)明的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫助理解本發(fā)明的方法及其核心思想；同時，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明的思想，在具體實施方式及應(yīng)用范圍上均會有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。

在此提供的算法和顯示不與任何特定計算機、電子系統(tǒng)或者其它設(shè)備固有相關(guān)。各種通用系統(tǒng)也可以與基于在此的示教一起使用。根據(jù)上面的描述，構(gòu)造這類系統(tǒng)所要求的結(jié)構(gòu)是顯而易見的。此外，本發(fā)明也不針對任何特定編程語言。應(yīng)當明白，可以利用各種編程語言實現(xiàn)在此描述的本發(fā)明的內(nèi)容，并且上面對特定語言所做的描述是為了披露本發(fā)明的最佳實施方式。

在此處所提供的說明書中，說明了大量具體細節(jié)。然而，能夠理解，本發(fā)明的實施例可以在沒有這些具體細節(jié)的情況下實踐。在一些實例中，并未詳細示出公知的方法、結(jié)構(gòu)和技術(shù)，以便不模糊對本說明書的理解。

類似地，應(yīng)當理解，為了精簡公開并幫助理解各個發(fā)明方面中的一個或多個，在上面對本發(fā)明的示例性實施例的描述中，本發(fā)明的各個特征有時被一起分組到單個實施例、圖、或者對其的描述中。然而，并不應(yīng)將該公開的方法解釋成如下意圖：即所要求保護的本發(fā)明要求比在每個權(quán)利要求中所明確記載的特征更多的特征。更確切地說，如下面的權(quán)利要求書所反映的那樣，發(fā)明方面在于少于前面公開的單個實施例的所有特征。因此，遵循具體實施方式的權(quán)利要求書由此明確地并入該具體實施方式，其中每個權(quán)利要求本身都作為本發(fā)明的單獨實施例。

本領(lǐng)域那些技術(shù)人員可以理解，可以對實施例中的設(shè)備中的模塊進行自適應(yīng)性地改變并且把它們設(shè)置在與該實施例不同的一個或多個設(shè)備中?？梢园褜嵤├械哪K或單元或組件組合成一個模塊或單元或組件，以及此外可以把它們分成多個子模塊或子單元或子組件。除了這樣的特征和/或過程或者單元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何組合對本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的所有特征以及如此公開的任何方法或者設(shè)備的所有過程或單元進行組合。除非另外明確陳述，本說明書(包括伴隨的權(quán)利要求、摘要和附圖)中公開的每個特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征來代替。

此外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員能夠理解，盡管在此所述的一些實施例包括其它實施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同實施例的特征的組合意味著處于本發(fā)明的范圍之內(nèi)并且形成不同的實施例。例如，在下面的權(quán)利要求書中，所要求保護的實施例的任意之一都可以以任意的組合方式來使用。

本發(fā)明的各個部件實施例可以以硬件實現(xiàn)，或者在一個或者多個處理器上運行的軟件模塊實現(xiàn)，或者以它們的組合實現(xiàn)。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當理解，可以在實踐中使用微處理器或者數(shù)字信號處理器(DSP)來實現(xiàn)根據(jù)本發(fā)明實施例的客戶端設(shè)備中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本發(fā)明還可以實現(xiàn)用于執(zhí)行這里所描述的方法的一部分或者全部的設(shè)備或者裝置程序(例如，計算機程序和計算機程序產(chǎn)品)。這樣的實現(xiàn)本發(fā)明的程序可以存儲在計算機可讀介質(zhì)上，或者可以具有一個或者多個信號的形式。這樣的信號可以從因特網(wǎng)網(wǎng)站上下載得到，或者在載體信號上提供，或者以任何其他形式提供。

應(yīng)該注意的是上述實施例對本發(fā)明進行說明而不是對本發(fā)明進行限制，并且本領(lǐng)域技術(shù)人員在不脫離所附權(quán)利要求的范圍的情況下可設(shè)計出替換實施例。在權(quán)利要求中，不應(yīng)將位于括號之間的任何參考符號構(gòu)造成對權(quán)利要求的限制。單詞“包含”不排除存在未列在權(quán)利要求中的元件或步驟。位于元件之前的單詞“一”或“一個”不排除存在多個這樣的元件。本發(fā)明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于適當編程的計算機來實現(xiàn)。在列舉了若干裝置的單元權(quán)利要求中，這些裝置中的若干個可以是通過同一個硬件項來具體體現(xiàn)。單詞第一、第二、以及第三等的使用不表示任何順序?？蓪⑦@些單詞解釋為名稱。