基于无人机的长河段表面流场测量系统与应用

作者：曹列凯; DETERT Martin; 李丹勋^*

来源：清华大学学报, 2022, 62(12): 1922-1929.

DOI：10.16511/j.cnki.qhdxxb.2022.21.012

• 表面流场
• 粒子图像测速
• 无人机
• 运动恢复结构

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。

• 单位
  水沙科学与水利水电工程国家重点实验室; 清华大学