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专利名称：一种雨滴终点速度摄影测量方法
技术领域：
本发明涉及雨滴測量方法，尤其涉及ー种雨滴終点速度摄影测量方法。
背景技术：
目前，科研实验需要測量物体的运动速度，从而研究与其相关的能量、形状等变量。因此，运动速度的測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壌侵蚀过程的研究。土壌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。研究中掲示出降雨击溅是水蚀过程中的ー种主要作用。该作用的大小同下落雨滴动能有夫。而决定雨滴动能的因素是雨滴的終点速度。因此，雨滴終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，国内外測量雨滴終点速度的代表性方法有连续闪频高速摄影技木，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，目前的雨滴終点速度測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、測量精度高的雨滴終点速度摄影测量方法。本发明通过下述技术方案实现ー种雨滴終点速度摄影测量方法，包括如下步骤(I)、在距下落雨滴3nT5m范围内固定相机位置，调整长度为IOcm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黒色背景板，使所摄相片中黒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，雨滴終点速度v=0. IK/当前曝光时间t，終点速度单位为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。与现有雨滴終点速度測量方法相比，本发明操作简单，測量成本低，測量精度高，推广性强，并可应用到各种物体运动速度測量等领域。
具体实施例方式下面结合具体实施例对本发明作进ー步具体详细描述，但本发明的实施方式不限于此，对于未特别注明的エ艺參数，可參照常规技术进行。实施例 本发明雨滴終点速度摄影测量方法，可通过下述步骤时间(I)、在距下落雨滴3nT5m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IOcm ；(2)、在红色标准杆和雨滴后放置黒色背景板，使所摄相片中黒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，雨滴終点速度v=0. IK/当前曝光时间t，終点速度单位为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。
权利要求
1.ー种雨滴終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3nT5m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IOcm ； (2)、在红色标准杆和雨滴后放置黒色背景板，使所摄相片中黒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. IK/当前曝光时间t，终点速度单位为m/s。
2.根据权利要求I所述的雨滴終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，直到測量出雨滴終点速度。
3.根据权利要求2所述的雨滴終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。
全文摘要
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。
文档编号G01P3/38GK102735867SQ20121017974
公开日2012年10月17日 申请日期2012年6月1日 优先权日2012年6月1日
发明者刘刚, 叶志健, 吴奇珂, 朱峰, 李恒真, 李秋白, 洪良, 王丽晓, 邓诗雨 申请人:华南理工大学