《受蜻蜓視覺機制啟發的觀測目標位移測量方法及套用》是依託河海大學，由王鑫擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：受蜻蜓視覺機制啟發的觀測目標位移測量方法及套用
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：王鑫
- 依託單位：河海大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
近年來國外發展起來的河流水面光學成像測速方法，是針對高流速的洪峰（大於5m/s）一類極端水流條件下進行非接觸式水面流速測量的一種可行手段。但目前這種基於常規機器視覺測量的方法，對於水流示蹤物（漂浮物或天然示蹤模式）理化屬性複雜多變，水面反射光、水下散射光及天空散射光等光線擾動，示蹤物的尺度、旋轉與遮擋等非剛體狀態急速變化等情況，測量觀測目標（水流示蹤物）的位移參數比較困難，極易導致河面流場重建錯誤，最終造成流量測驗失敗。本課題試圖提出仿蜻蜓視覺機制的光譜-偏振成像與虛擬小眼群視像信息處理聯合的目標位移測量方法，探索轉化蜻蜓複眼的光譜-偏振敏感性和追蹤水面目標的優勢，突破常規方法難以穩定、可靠地連續進行河面流場重建及流速測量的瓶頸。
結題摘要
提出了仿蜻蜓視覺機制的光譜-偏振成像與虛擬“小眼群”視像信息處理聯合的目標位移測量方法，轉化了蜻蜓複眼的光譜-偏振敏感性和追蹤水面目標的優勢，突破了常規方法難以穩定、可靠地連續進行河面流場重建及流速測量的瓶頸。通過仿蜻蜓大場景-小場景（LF-SF）系統的信息處理過程，對大視場下只占少量像素區域、且光學特性複雜的一類弱小水流示蹤物實現了可靠檢測及連續位移矢量提取。設計了虛擬“小眼群”，以讀取場景光譜-偏振信息作為小眼群視像，通過模擬LF-SF系統中髓質細胞的基於脈衝序列做出判斷的機制，設計了目標位移量測器。針對全光譜波段下水面成像噪聲過大的缺點，通過實測數據分析確定了最佳成像波段，研製了0°、45°及90°方向光譜-偏振成像實驗裝置，解決了光譜-偏振成像光學結構設計及空間配準等關鍵技術。本項研究經現場技術驗證和最佳化，形成了新型的河流水面光譜-偏振成像測速系統工作模式。為我國河流流量測驗增添新型的儀器型譜提供了理論依據和技術方法上的支撐，使我國在極端水流條件下河流成像測速方面的理論成果達到或超過了國際先進水平，同時推進了機器視覺測量套用基礎理論研究的發展。
