CN102735867B - 一种雨滴终点速度摄影测量方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种雨滴终点速度摄影测量方法,在距下落雨滴3m~5m范围内固定相机位置,调整长度为10cm的红色标准杆的树立位置,使相机镜头到红色标准杆的距离至所测雨滴的距离相等,且所摄相片中同时有雨滴和红色标准杆的像;在红色标准杆和雨滴后放置黑色背景板,使所摄相片中黑色背景板的像位于相片中央且覆盖相片面积的4/5以上,设定相机曝光时间,拍摄红色标准杆旁下落的雨滴;如果相片中的雨滴虚影贯穿整个相片,说明相机曝光时间不够短,需要重新设定曝光时间,直至相片中的雨滴虚影完整;与现有雨滴终点速度测量方法相比,本发明操作简单,测量成本低,测量精度高,推广性强,并可应用到各种物体运动速度测量等领域。
Description
技术领域
本发明涉及雨滴测量方法,尤其涉及一种雨滴终点速度摄影测量方法。
背景技术
目前,科研实验需要测量物体的运动速度,从而研究与其相关的能量、形状等变量。因此,运动速度的测量在科研实验中有重要意义。具有代表性的实验是对坡面土壤侵蚀过程的研究。土壤侵蚀是危及人类生存与发展的主要环境问题之一,受到普遍重视。研究中揭示出降雨击溅是水蚀过程中的一种主要作用。该作用的大小同下落雨滴动能有关。而决定雨滴动能的因素是雨滴的终点速度。因此,雨滴终点速度的测量是研究降雨击溅作用的关键,对完成对土壤侵蚀过程的研究,解决土壤侵蚀问题有重要意义。
目前,国内外测量雨滴终点速度的代表性方法有连续闪频高速摄影技术,同步弹道摄影技术,高速摄影技术等。上述方法都要依靠先进的测量仪器,例如连续闪频高速摄影技术需要澳大利亚生产的闪频仪,拍摄在有浅水层淹没的沙土上的溅落速度,且操作步骤较为繁琐。可见,目前的雨滴终点速度测量方法对实验设备的要求很高,不具有经济实用,无法实现广泛的应用。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的缺点和不足,提供一种测量方法简便快捷、测量精度高的雨滴终点速度摄影测量方法。
本发明通过下述技术方案实现:
一种雨滴终点速度摄影测量方法,包括如下步骤:
(1)、在距下落雨滴3m~5m范围内固定相机位置,调整长度为10cm的红色标准杆的树立位置,使相机镜头到红色标准杆的距离至所测雨滴的距离相等,且所摄相片中同时有雨滴和红色标准杆的像;
(2)、在红色标准杆和雨滴后放置黑色背景板,使所摄相片中黑色背景板的像位于相片中央且覆盖相片面积的4/5以上,并在黑色背景板上方的中间位置放置聚光灯,使红色标准杆及雨滴所在区域光线明亮;
(3)设定相机曝光时间,拍摄红色标准杆旁下落的雨滴;
(4)如果相片中的雨滴虚影贯穿整个相片,说明相机曝光时间不够短,需要重新设定曝光时间,直至相片中的雨滴虚影完整;
(5)若相片中的雨滴虚影完整,则计算相片中雨滴虚影与红色标准杆的长度比例K,雨滴终点速度v=0.1K/当前曝光时间t,终点速度单位为m/s;
若相片中的雨滴没有虚影或者虚影短于红色标准杆的1/2,将曝光时间调整为原曝光时间的2倍,直到测量出雨滴终点速度。
上述红色标准杆的长度为相片长度的1/5。
与现有雨滴终点速度测量方法相比,本发明操作简单,测量成本低,测量精度高,推广性强,并可应用到各种物体运动速度测量等领域。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步具体详细描述,但本发明的实施方式不限于此,对于未特别注明的工艺参数,可参照常规技术进行。
实施例
本发明雨滴终点速度摄影测量方法,可通过下述步骤时间:
(1)、在距下落雨滴3m~5m范围内固定相机位置,调整红色标准杆的树立位置,使相机镜头到红色标准杆的距离至所测雨滴的距离相等,且所摄相片中同时有雨滴和红色标准杆的像;红色标准杆的长度为10cm;
(2)、在红色标准杆和雨滴后放置黑色背景板,使所摄相片中黑色背景板的像位于相片中央且覆盖相片面积的4/5以上,并在黑色背景板上方的中间位置放置聚光灯,使红色标准杆及雨滴所在区域光线明亮;
(3)、设定相机曝光时间,拍摄红色标准杆旁下落的雨滴;
(4)、如果相片中的雨滴虚影贯穿整个相片,说明相机曝光时间不够短,需要重新设定曝光时间,直至相片中的雨滴虚影完整;
(5)、若相片中的雨滴虚影完整,则计算相片中雨滴虚影与红色标准杆的长度比例K,雨滴终点速度v=0.1K/当前曝光时间t,终点速度单位为m/s;
若相片中的雨滴没有虚影或者虚影短于红色标准杆的1/2,将曝光时间调整为原曝光时间的2倍,直到测量出雨滴终点速度。
红色标准杆的长度为相片长度的1/5。
Claims (3)
1.一种雨滴终点速度摄影测量方法,其特征在于包括如下步骤:
(1)、在距下落雨滴3m~5m范围内固定相机位置,调整红色标准杆的树立位置,使相机镜头到红色标准杆的距离与相机镜头到选定任意位置的距离相等,且所摄相片中同时有雨滴和红色标准杆的像;红色标准杆的长度为10cm;
(2)、在红色标准杆和雨滴后放置黑色背景板,使所摄相片中黑色背景板的像位于相片中央且覆盖相片面积的4/5以上,并在黑色背景板上方的中间位置放置聚光灯,使红色标准杆及雨滴所在区域光线明亮;
(3)、设定相机曝光时间,拍摄红色标准杆旁下落的雨滴;
(4)、如果相片中的雨滴虚影贯穿整个相片,说明相机曝光时间不够短,需要重新设定曝光时间,直至相片中的雨滴虚影完整;
(5)、若相片中的雨滴虚影完整,则计算相片中雨滴虚影与红色标准杆的长度比例K,雨滴终点速度v=0.1K/当前曝光时间t,终点速度单位为m/s。
2.根据权利要求1所述的雨滴终点速度摄影测量方法,其特征在于若相片中的雨滴没有虚影或者虚影短于红色标准杆的1/2,将曝光时间调整为原曝光时间的2倍,直到测量出雨滴终点速度。
3.根据权利要求2所述的雨滴终点速度摄影测量方法,其特征在于:所述红色标准杆的长度为相片长度的1/5。
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