清华大学学报(自然科学版)

作者：曹列凯, DETERTMartin, 李丹勋

单位：1. 清华大学 水沙科学与水利水电工程国家重点实验室, 北京 100084, 中国;<br>2. 瑞士苏黎世联邦理工学院 水利水文与冰川实验室, 苏黎世 8093, 瑞士;<br>3. 瑞士梅瑟尔勘察公司, 库尔 7000, 瑞士

关键词：表面流场,粒子图像测速,无人机,运动恢复结构

基金：李丹勋, 教授,

针对自然河流长河段表面流场测量, 建立了巡航模式下的无人机图像测速系统。首先在测流河段两岸布置地面控制点并向水面投掷示踪粒子, 无人机巡航拍摄示踪粒子沿程运动影像, 采用多视角运动结构恢复算法校正无人机影像, 并利用粒子图像测速算法计算局部河段流场, 最终拼接生成全河段流场。该系统应用于水电站引水渠和城市河流顺直河段, 得到了大范围、高空间分辨率和高覆盖度的全河段流场, 流场空间分布准确反映了测流区域的水体运动特征; 与声学Doppler剖面流速仪和旋桨流速仪结果相比, 断面流向速度变化趋势一致, 测流相对误差分别为±10%和±5%, 符合野外测量精度要求。该系统精度合理, 应用性强, 满足了长距离河段高空间分辨率流场测量需求。

来源：2022年第12期

《清华大学学报(自然科学版)》期刊编辑部

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