[发明专利]一种视频流速测试仪的水流测试方法

说明书

本发明提供了一种视频流速测试仪的水流测试方法，通过图像采集装置采集河流的视频图像，根据视频中指定画面帧中的标识点移动的距离，计算出对应的实际物理距离，然后根据视频帧差时间，得出水面的流速。本发明所述的视频流速测试仪的水流测试方法对于汛期的洪水监测具有重要意义，针对山区的山洪及堰塞湖等进行实施的水流速监测，及时准确的提供水流量信息。

技术领域

本发明属于监控设备技术领域，尤其是涉及一种视频流速测试仪的水流测试方法。

背景技术

洪水是汛期普遍发生的自然灾害，其现有的形成和演进机制都是在理论和常规实验上获知的，缺乏极端条件下的实测方法和数据。中小河流的长期检测，特别是山区河流洪水事件的水位、流速和流量等核心水流信息的获取对于山洪的防治有着至关重要的作用，也是目前防洪减灾工作中的难点。

现有的流速测试方法大多都是借助物理工具，采用浮标法、流速计法等进行水流测速，不能直接进行水流测试的问题。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种视频流速测试仪的水流测试方法，以解决现有的在进行水流测试时，需要借助物理工具进行测试，不能直接进行测试的问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种视频流速测试仪的水流测试方法，通过图像采集装置采集河流的视频图像，根据视频中指定画面帧中的标识点移动的距离，计算出对应的实际物理距离，然后根据视频帧差时间，得出水面的流速。

进一步的，具体方法如下：

设视频流速测试仪距离流速测试点G的垂直高度为H；视频流速测试仪距离流速测试点G的直线距离为D2；视频流速测试仪视场水平中线的物距实际宽度为A；视频流速测试仪俯仰角为α；视频垂直像素宽度V_H；视频水平像素宽度V_W；视频中标识点分别在两帧图像中的坐标{(x1,y1),(x2,y2)}；视频两帧图像时间戳{t1,t2}；

通过上述特征计算出：

垂直于视频流速测试仪视场垂直高度B，计算公式为：B＝(V_H/V_W)*A；

视频流速测试仪的水平视场角半角β，计算公式为β＝arctan((A/2)/D2)；

视频流速测试仪的垂直视场角半角γ，计算公式为γ＝＝arctan((B/2)/D2)；

视频流速测试仪视场远端与水平夹角δ，计算公式为δ＝α-γ；

视频流速测试仪视场近端与水平夹角ψ，计算公式为ψ＝α+γ；

视场远端的物距C，计算公式为C＝H/sinδ；

视场近端的物距D，计算公式为D＝H/sinψ；

视频流速测试仪远端的水平物距宽度E，计算公式为E＝C*tanβ*2＝(H/sin(arcsin(H/D2)-arctan((((V_H/V_W)*A)/2)/D2)))*tan(arctan((A/2)/D2))*2；

视频流速测试仪近端的水平物距宽度F，计算公式为F＝D*tanβ*2＝(H/sin(arcsin(H/D2)+arctan((((V_H/V_W)*A)/2)/D2)))*tan(arctan((A/2)/D2))*2；

目标水平物距宽度L，计算公式为L＝F+((20000-(y1+y2))*(E-F))/10000；

目标位移S，计算公式为S＝((x2-x1)/10000)*L；

当前流速V，计算公式为V＝S/(t2-t1)。