一種可視化光電追蹤絮體的成像方法
【專利摘要】本發(fā)明屬于環(huán)境保護(hù)【技術(shù)領(lǐng)域】，涉及一種可視化光電追蹤絮體的成像方法。該方法包括如下步驟：（1）設(shè)計(jì)將水下攝影機(jī)1與速度傳感器2相連，作為實(shí)時跟蹤混凝絮體的監(jiān)測系統(tǒng)；（2）在混凝反應(yīng)器6中向原水投加混凝劑，利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)采集絮體圖像信號；（3）將采集的信號傳到光電跟蹤儀3，光電跟蹤儀3同時與數(shù)據(jù)采集器4和圖形工作站5連接，數(shù)據(jù)采集器4完成數(shù)據(jù)的存儲、反饋后將信號傳至圖形工作站5，完成絮體圖像的可視化編輯。通過上述的可視化光電追蹤絮體的成像方法可為絮體圖像的采集、分析提供有力保障，對絮體分形維數(shù)的測定，分析絮體結(jié)構(gòu)的變化趨勢，模擬絮體動態(tài)特征變化規(guī)律，實(shí)現(xiàn)絮體生長的可視化提供技術(shù)支持。
【專利說明】一種可視化光電追蹤絮體的成像方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種可視化光電追蹤絮體的成像方法，可用于實(shí)時監(jiān)測水處理階段的 絮體生長變化情況。

【背景技術(shù)】
[0002] 混凝劑投加的自動控制是水處理工藝中一個非常重要的環(huán)節(jié)，關(guān)系到出水水質(zhì)的 好壞和整個工藝的成本高低。如何根據(jù)水質(zhì)變化及時確定混凝劑投加量是水處理技術(shù)中的 重點(diǎn)和難點(diǎn)。近年來，以絮體等效直徑作為特征參數(shù)來控制混凝劑的投加量成為混凝自動 控制的有效手段。絮體的等效直徑與出水濁度有良好的相關(guān)性，通過對絮體等效直徑的監(jiān) 測可以掌握水處理出水水質(zhì)，判斷混凝劑投加量是否合適。
[0003] 但是，目前對絮體等效直徑的計(jì)算所依賴的檢測手段不能滿足實(shí)時跟蹤絮體變化 的要求，往往與實(shí)際相比處于滯后階段。因此，優(yōu)化絮體性狀捕捉技術(shù)，把復(fù)雜的混凝絮體 生長變化過程用直觀的圖像和精確的數(shù)據(jù)表達(dá)出來，實(shí)現(xiàn)混凝劑投加量的自動控制是今后 的發(fā)展方向。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 為了彌補(bǔ)傳統(tǒng)絮體等效直徑計(jì)算時存在的問題，本發(fā)明提供了一種可視化光電追 蹤絮體成像的新方法。
[0005] -種可視化光電追蹤絮體的成像方法，包括如下步驟：（1)設(shè)計(jì)將水下攝影機(jī)1與 速度傳感器2相連，作為實(shí)時跟蹤混凝絮體的監(jiān)測系統(tǒng)；（2)在混凝反應(yīng)器6中向原水中投 加混凝劑，經(jīng)過混凝攪拌階段及靜沉階段，在此過程中利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)采集絮體圖像 信號；（3)將采集的圖像信號傳輸?shù)焦怆姼檭x3,光電跟蹤儀3同時與數(shù)據(jù)采集器4和圖 形工作站5連接，數(shù)據(jù)采集器4完成數(shù)據(jù)的存儲、反饋后再將信號傳輸至圖形工作站5，圖形 工作站5完成絮體圖像的可視化編輯。
[0006] 所述的水下攝影機(jī)為360度旋轉(zhuǎn)式水下紅外攝影機(jī)，具備一路視頻輸入功能。亮 度、對比度均可進(jìn)行同步調(diào)節(jié)，所有顯示設(shè)置可通過遙控器進(jìn)行調(diào)控。畫面清晰，細(xì)膩能夠 精確捕捉絮體的變化情況。
[0007] 所述的速度傳感器為非接觸式光電流速傳感器，其穩(wěn)定性較好，不易受外部噪聲 干擾，對測量電路無特殊要求，且結(jié)構(gòu)簡單，成本低，性能穩(wěn)定可靠。
[0008] 所述的光電跟蹤儀為基于FPGA跟蹤伺服器的光電跟蹤儀，具有1?精度、1?集成度 的優(yōu)點(diǎn)，提高了實(shí)時絮體圖像采集的敏感性。
[0009] 所述的數(shù)據(jù)采集器連接檢測儀器，實(shí)現(xiàn)檢測儀器數(shù)字化，能夠自動從光電跟蹤儀 中獲取采集的數(shù)據(jù)，進(jìn)行記錄，分析計(jì)算，對采集結(jié)果進(jìn)行自動判斷，同時其具有一體性、機(jī) 動性、體積小、重量輕等特點(diǎn)，適合現(xiàn)場數(shù)據(jù)整理、分析。
[0010] 所述的圖形工作站為Unix工作站，具有連續(xù)性工作時間長，采用計(jì)算機(jī)圖像生成 技術(shù)能較好地模擬絮體運(yùn)動的動態(tài)行為過程等優(yōu)勢。 toon] 通過上述的可視化光電追蹤絮體成像系統(tǒng)的開發(fā)可為絮體圖像的采集、分析提供 有力保障。對絮體分形維數(shù)的測定，分析絮體結(jié)構(gòu)的變化趨勢，模擬絮體動態(tài)特征變化規(guī) 律，實(shí)現(xiàn)絮體生長的可視化提供技術(shù)支持。
[0012] 本發(fā)明涉及一種可視化光電追蹤絮體的成像方法研發(fā)，該方法實(shí)現(xiàn)了絮體圖像采 集的同步完成。同時，用水下攝影機(jī)和速度傳感器代替了傳統(tǒng)的圖像采集所用的設(shè)備，不僅 保證了絮體圖像采集的質(zhì)量，而且可實(shí)現(xiàn)多種類型、多種效果的模擬目標(biāo)管理，靜態(tài)目標(biāo)與 背景融合，動態(tài)目標(biāo)三維效果與真實(shí)背景的融合等功能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0013] 附圖為本發(fā)明一種可視化光電追蹤絮體成像系統(tǒng)的流程示意圖。
[0014] 圖中：1水下攝影機(jī)，2速度傳感器，3光電跟蹤儀，4數(shù)據(jù)采集器，5圖形工作站，6 混凝反應(yīng)器。

【具體實(shí)施方式】
[0015] 附圖為本發(fā)明的一種具體實(shí)施例，該實(shí)施例包括水下攝影機(jī)1，三臺水下攝影機(jī)1 與速度傳感器2相連，作為實(shí)時跟蹤混凝絮體的監(jiān)測系統(tǒng)進(jìn)行混凝反應(yīng)器6中絮體的運(yùn)動 情況探測，將采集到的絮體運(yùn)動信號傳輸?shù)焦怆姼檭x3,光電跟蹤儀3同時與數(shù)據(jù)采集器 4和圖形工作站5連接，數(shù)據(jù)采集器4完成數(shù)據(jù)的存儲、反饋后再將信號傳輸至圖形工作站 5,圖形工作站5完成絮體圖像的可視化編輯。
[0016] 采用上述可視化光電追蹤絮體成像系統(tǒng)的成像方法包括如下步驟：（1)設(shè)計(jì)將水 下攝影機(jī)與速度傳感器相連，作為實(shí)時跟蹤混凝絮體的監(jiān)測系統(tǒng)；（2)在混凝反應(yīng)器中投 加混凝劑，進(jìn)行廢水的混凝處理，經(jīng)過混凝攪拌階段及靜沉階段，利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)采集 絮體圖像信號；（3)將采集的圖像信號傳輸?shù)焦怆姼檭x，光電跟蹤儀同時與數(shù)據(jù)采集器 和圖形工作站連接，數(shù)據(jù)采集器完成數(shù)據(jù)的存儲、反饋后再將信號傳輸至圖形工作站，圖形 工作站完成絮體圖像的可視化編輯。
[0017] 生成的絮體圖像同步性好，無延時，能夠精確反映絮體的運(yùn)動變化情況。
【權(quán)利要求】
1. 一種可視化光電追蹤絮體的成像方法，其特征在于，包括以下步驟：（1)設(shè)計(jì)將水下 攝影機(jī)1與速度傳感器2相連，作為實(shí)時跟蹤混凝絮體的監(jiān)測系統(tǒng)；（2)在混凝反應(yīng)器6中 向原水中投加混凝劑，經(jīng)過混凝攪拌階段及靜沉階段，在此過程中利用設(shè)計(jì)的監(jiān)測系統(tǒng)采 集絮體圖像信號；（3)將采集的圖像信號傳輸?shù)焦怆姼檭x3,光電跟蹤儀3同時與數(shù)據(jù)采 集器4和圖形工作站5連接，數(shù)據(jù)采集器4完成數(shù)據(jù)的存儲、反饋后再將信號傳輸至圖形工 作站5,圖形工作站5完成絮體圖像的可視化編輯。
【文檔編號】G01N15/00GK104122175SQ201310149022
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2013年4月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月26日
【發(fā)明者】于衍真, 譚娟, 王娟婷, 范麗莎, 李妙婉, 周玉興 申請人:濟(jì)南大學(xué)