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【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)計將水下攝影機1與速度傳感器2相連，作為實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 重點和難點。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算所依賴的檢測手段不能滿足實時跟蹤絮體變化 的要求，往往與實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)表達出來，實現(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] 為了彌補傳統(tǒng)絮體等效直徑計算時存在的問題，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)計將水下攝影機1與 速度傳感器2相連，作為實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] 所述的水下攝影機為360度旋轉(zhuǎn)式水下紅外攝影機，具備一路視頻輸入功能。亮 度、對比度均可進行同步調(diào)節(jié)，所有顯示設(shè)置可通過遙控器進行調(diào)控。畫面清晰，細膩能夠 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，提高了實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)，進行記錄，分析計算，對采集結(jié)果進行自動判斷，同時其具有一體性、機 動性、體積小、重量輕等特點，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，采用計算機圖像生成 技術(shù)能較好地模擬絮體運動的動態(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)，該方法實現(xiàn)了絮體圖像采 集的同步完成。同時，用水下攝影機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，而且可實現(xiàn)多種類型、多種效果的模擬目標管理，靜態(tài)目標與 背景融合，動態(tài)目標三維效果與真實背景的融合等功能。

【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，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。

【具體實施方式】
[0015] 附圖為本發(fā)明的一種具體實施例，該實施例包括水下攝影機1，三臺水下攝影機1 與速度傳感器2相連，作為實時跟蹤混凝絮體的監(jiān)測系統(tǒng)進行混凝反應(yīng)器6中絮體的運動 情況探測，將采集到的絮體運動信號傳輸?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)計將水 下攝影機與速度傳感器相連，作為實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)計將水下 攝影機1與速度傳感器2相連，作為實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:濟南大學(xué)