取时的定位误差、摄像系统参数标定误差等,使得这些射线互为异面直线,即 在空间中没有相交于一点,此时可以近似地将这两条异面直线间公垂线的中点 作为交点 对多数摄像测量系统来说,由于成像系统的物距远大于焦距,所以在确定 由光心和像点组成的成像光线过程产生微小误差,会对远距离的空间交会结果 带来很大误差,可以说是“失之毫厘,谬以千里”。因此精确地确定由像点和 光心组成的成像光线是摄像测量的关键。这不仅要求精确地提取目标对应像点 的图像位置,还需要精确地确定摄像成像系统的内外系统参数。 综上所述,但从原理上来看,摄像测量技术并不难,但是要进行高精度的 摄像测量,却是一项困难和复杂的工作。测量的核心是精度与速度,因此如何 快速并高精度的得到交会结果,如何得到准确的摄像测量系统参数,如何高精 度地定位目标成为了摄影测量技术中的几个关键性问题。只有解决了这些问 题,摄像测量系统和图像测量方法才能满足高精度测量的需要
取时的定位误差、摄像系统参数标定误差等,使得这些射线互为异面直线,即 在空间中没有相交于一点,此时可以近似地将这两条异面直线间公垂线的中点 作为交点。 对多数摄像测量系统来说,由于成像系统的物距远大于焦距,所以在确定 由光心和像点组成的成像光线过程产生微小误差,会对远距离的空间交会结果 带来很大误差,可以说是“失之毫厘,谬以千里”。因此精确地确定由像点和 光心组成的成像光线是摄像测量的关键。这不仅要求精确地提取目标对应像点 的图像位置,还需要精确地确定摄像成像系统的内外系统参数。 综上所述,但从原理上来看,摄像测量技术并不难,但是要进行高精度的 摄像测量,却是一项困难和复杂的工作。测量的核心是精度与速度,因此如何 快速并高精度的得到交会结果,如何得到准确的摄像测量系统参数,如何高精 度地定位目标成为了摄影测量技术中的几个关键性问题。只有解决了这些问 题,摄像测量系统和图像测量方法才能满足高精度测量的需要
第二章:PIV技术内幕 如图2-1所示,PIV技术通过粒子图像的分析得到流场信息,所以使用PIV 技术对目标流场进行运动分析时,首先需要采集现场图像,然后对不同时刻的图 像进行对比分析,找到同一粒子在不同时刻的位置,从而得到粒子的位移信息 最后根据摄影测量系统的定标参数得到世界坐标系下的流动信息。从这个分析过 程中,很容易看出做好PIV实验,需要涉及四个方面的关键技术:图像的获取 图像分析、系统定标和示踪粒子的布撒。下面我们将按照此顺序依次对PIV的核 心技术进行叙述。 图21粒子图像与矢量场表示 2.1粒子图像的采集 从技术本质上说,PIV是一种图像分析技术,因此能否采集到清楚的粒子图 像是PIV分析的一个关键技术问题。 在PIV实验过程中,常常采用的图像分析方式如图2-2所示,其中2-2a图 是双帧分析模式,22b图是连续分析模式。前者将一对图像作为分析的最小单 元,图像帧之间的时间间隔可以做到200s甚至更小,但帧频较低,一般多为 30fps:而后者以相邻时刻的两幅图像进行分析,顿频很高,可到达7500fps甚 至更高,但帧之间的时间间隔一般很少低于100us(在保证一百万像素分辨率的 基础上,否则粒子分辨不清)。根据这两种分析方式的特点,在对高速运动进行 瞬态分析时常采用双帧分析模式,而对目标流场进行周期性运动分析时选择连续 分析模式会比较适合。然而,不论采用双帧模式还是连续分析模式,为了能够让 示踪粒子清楚成像均需要大功率光源的配合。脉冲激光便是PIV实验中常用的 种光源(流体运动测量时常采用532m的绿色激光),而配合脉冲激光器进行粒 子图像的采集技术一般称为跨帧采集技术
第二章:PIV 技术内幕 如图 2-1 所示,PIV 技术通过粒子图像的分析得到流场信息,所以使用 PIV 技术对目标流场进行运动分析时,首先需要采集现场图像,然后对不同时刻的图 像进行对比分析,找到同一粒子在不同时刻的位置,从而得到粒子的位移信息。 最后根据摄影测量系统的定标参数得到世界坐标系下的流动信息。从这个分析过 程中,很容易看出做好 PIV 实验,需要涉及四个方面的关键技术:图像的获取、 图像分析、系统定标和示踪粒子的布撒。下面我们将按照此顺序依次对 PIV 的核 心技术进行叙述。 图 2-1 粒子图像与矢量场表示 2.1 粒子图像的采集 从技术本质上说,PIV 是一种图像分析技术,因此能否采集到清楚的粒子图 像是 PIV 分析的一个关键技术问题。 在 PIV 实验过程中,常常采用的图像分析方式如图 2-2 所示,其中 2-2a 图 是双帧分析模式,2-2b 图是连续分析模式。前者将一对图像作为分析的最小单 元,图像帧之间的时间间隔可以做到 200ns 甚至更小,但帧频较低,一般多为 30fps;而后者以相邻时刻的两幅图像进行分析,帧频很高,可到达 7500fps 甚 至更高,但帧之间的时间间隔一般很少低于 100us(在保证一百万像素分辨率的 基础上,否则粒子分辨不清)。根据这两种分析方式的特点,在对高速运动进行 瞬态分析时常采用双帧分析模式,而对目标流场进行周期性运动分析时选择连续 分析模式会比较适合。然而,不论采用双帧模式还是连续分析模式,为了能够让 示踪粒子清楚成像均需要大功率光源的配合。脉冲激光便是 PIV 实验中常用的一 种光源(流体运动测量时常采用 532nm 的绿色激光),而配合脉冲激光器进行粒 子图像的采集技术一般称为跨帧采集技术