[发明专利]基于网格对象跟踪的实时泥石流表面速度测量方法

摘要

本发明公开了一种基于网格对象跟踪的实时泥石流表面速度测量方法，在由网络摄像头、路由器和计算机组成的监测系统中，采用图像输入和网格化；网格对象跟踪。再经计算速度及其分布等步骤，实现实时泥石流表面速度监测。本发明可以在泥石流发生时，实时地测量泥石流表面速度及其分布，能够保证较高的测量精度。此外，本发明的方法还可用于测量其他流体表面流速，只要这些流体表面具备一定的纹理特征。

主权项

基于网格对象跟踪的实时泥石流表面速度测量方法，在由网络摄像头、路由器和计算机组成的监测系统中，各部分之间通过以太网连接，网络摄像头作为视频采集装置将泥石流视频图像数据通过网络传输给计算机，计算机通过对这些图像数据进行分析和处理，初始化后，采用如下的主要手段监测泥石流的实时表面流速：(1)图像输入和网格化计算机根据设置的获取速率，从摄像头获取连续两帧图像，作为输入图像；根据设置的网格单元格大小，将输入的第一帧图像网格化；(2)网格对象跟踪将网格中的每个单元格作为跟踪对象，在输入的第二帧图像中进行跟踪；通过如下的迭代计算公式计算位移D：D0＝0， D k + 1 = D k + Σ x ( w ( x ) ∂ F 2 , i ( x + D k ) ∂ x ( F 1 , i ( x ) - F 2 , i ( x + D k ) ) ) / Σ x w ( x ) ( ∂ F 2 , i ( x + D k ) ∂ x ) 2 . 经一定次数的迭代计算之后，得到该单元格在两帧图像间的位移；(3)计算速度及其分布根据(2)的结果，按照图像位移与实际位移的比例关系换算成实际的位移值，并用该位移值除以两帧时间间隔Δt，得到流体表面各个区域的速度组成了整个流体表面的速度分布；(4)输出计算结果将计算结果，即该时刻的流体表面速度及其分布数据输出并存储；继续进行下一时刻的计算，跳转到初始化；否则结束；经以上(3)‑(7)的处理后，当有泥石流发生时，实时监测计算出泥石流表面速度及其分布。