基于单镜头双相机的运动颗粒三维速度测量

本文基于离焦测距原理,提出一种利用单镜头双相机测量运动颗粒三维速度的方法。入射光经分束立方体分别进入两个工业相机,通过调节分束立方体与相机间的垫圈厚度获取同一对象两幅不同模糊度的图片,根据其模糊差实现运动颗粒在三维场中的定位,再结合单帧多曝光方法,获取其三维速度。通过拍摄慢速搅拌水流中颗粒运动并分析处理不同运动情况的颗粒图片得到了运动颗粒的三维速度,经计算与实验考察证明了其可行性。该方法解决了离焦二义性问题与速度方向二义性问题,为三维速度的测量提供了新的方向。

单镜头运动颗粒三维定位方法

在光学离焦测距原理的基础上,提出一种采用单镜头双相机的运动颗粒三维定位方法,搭建图像法颗粒测量装置,并就图像离焦模糊度与颗粒深度位置关系进行理论和试验研究。系统采用分光棱镜连接1个镜头和2个相机,使用信号发生器实现两相机的同步拍摄,通过接圈调节相机与镜头的距离,获取同一时刻同一物体不同模糊程度的2张照片,根据模糊度的对比获得颗粒的深度。试验中选取2个图像传感器与镜头距离的差值为4.2 mm,采用静止圆点进行离焦测距系统试验验证,相对误差在10%以内,并采用该系统对电解食盐水产生的气泡进行三维离焦测距试验。研究结果表明:该方法可行性良好;该装置可解决单镜头拍摄颗粒场的离焦二义性问题,实现无参考物条件下运动颗粒场的深度重构。