專利名稱：煙花燃放效果圖像測量方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種煙花燃放效果圖像測量方法，尤其涉及一種計算機、電子經(jīng)緯儀、數(shù)碼攝像機或數(shù)碼照相機組合平臺的測量煙花綜合性的圖像方法，可用于煙花廠商產(chǎn)品檢驗、新產(chǎn)品研制開發(fā)，也可以用于出入境檢驗檢疫系統(tǒng)煙花出口商品的檢測。屬于測量技術領域。
背景技術：
在煙花生產(chǎn)領域中，隨著市場管理的規(guī)范化和產(chǎn)品研制開發(fā)、檢驗的標準化的不斷提高，煙花的生產(chǎn)開發(fā)、檢驗的技術手段必須適應其發(fā)展。在以往的煙花檢測中都是通過人眼直接觀察，憑經(jīng)驗估計，數(shù)據(jù)誤差大，可靠性差。
隨著計算機圖像處理技術和自動化測量技術設備的發(fā)展成熟，為煙花燃放效果通過圖像來進行檢測提供了技術和物質基礎。但現(xiàn)有圖像測量方法都是對地面堆積物體積測量和固定物體截面積的測量，如發(fā)明專利申請?zhí)枮?0125483.9的《大型物料堆體積的圖像測量方法》，是一種利用CCD攝像機對大型地面物料堆(地面堆放的燃煤、糧食、化肥以及建材等)從0°，45°，90°，135°四個方向對物料堆進行拍攝，得到不同方向上的物料堆的側視圖，物料堆與攝像機距離固定，物料堆旁邊設置標尺，輸入計算機圖像采集卡，在計算機中對圖像進行邊緣識別，得到物料堆的側視圖的清晰輪廓線，由各個角度的側視圖的輪廓線復合成一個棱錐體，求出棱錐體中各個橫截面積，求取物料堆的體積。目前尚未檢索到有關煙花燃放效果的圖像檢測的文獻和專利。

發(fā)明內容
本發(fā)明要解決的技術問題是，針對現(xiàn)有技術存在的不足，提出一種煙花燃放效果圖像測量方法，通過電子經(jīng)緯儀、數(shù)碼攝像機或數(shù)碼照相機的組合拍攝煙花實際燃放圖像和相應的俯仰角度讀數(shù)，通過相關方式測出燃放點的距離，在經(jīng)過計算機圖像處理，主要用于檢測煙花的爆炸高度、爆炸范圍(面積)檢測，且測量簡便、直觀明了、測量結果數(shù)據(jù)科學可靠。
本發(fā)明的技術解決方案是所述煙花燃放效果圖像測量方法是(參見圖1)1.在距煙花彈燃放點固定距離上架設電子經(jīng)緯儀，該電子經(jīng)緯儀所在位置為測試點C，并在電子經(jīng)緯儀的瞄準望遠鏡上安裝數(shù)碼攝像機，安裝時使數(shù)碼攝像機的光軸中心與電子經(jīng)緯儀的光軸中心一致；2.將攝像機鏡頭對準預先估計的燃放高度并固定，當燃放時啟動數(shù)碼攝像機的攝錄鍵，錄制整個燃放過程并記錄好當時的俯仰角度值；3.測得測試點C至發(fā)射點C1的俯仰角εff和斜距離Do，并按以下公式得出a.測試點C至發(fā)射點C1的水平距離DsDs＝Do×COS(εff)；b.測試點C至發(fā)射點C1的高度差HfHf＝Dx×Sin(εff)；c.由電子經(jīng)緯儀讀出攝像機視場中心的俯仰角εff并將其值經(jīng)RS232接口輸入電子計算機，設攝像機攝得煙花空中炸點所在位置的屏幕范圍為ABJK，屏幕中心點為O，得出測試點C至中心點O的斜距離DsxDsx＝Ds÷COS(εff)；
4.在ABJK范圍內，屏幕中心點O為原點的直角坐標系，分別得出a.煙花炸點(爆炸中心點)距發(fā)射點(地面)的高度Hz(參見圖2)將煙花圖像輸入計算機，通過圖像讀出炸點的屏幕坐標XzYz，則εz＝εsf+Yz×α式中，εz為炸點的俯仰角度值，α為每個像素在所對應的水平角度值以及俯仰角度值(例如攝像機的視場為30°×24°，圖像分辨率為720×576，則α＝2.5′/點)；Hz＝Ds×tg(εz)-Hf圖2中由于Hf為負值，上式也可寫成Hz＝Ds×tg(εz)+|Hf|；b.得出煙花燃放可視等效面積S(參見圖3)，讀取屏幕坐標Y1Y2，換算成與屏幕中心點O對應的俯仰角ε1、ε2，求出煙花燃放圖像中最低點的高度值H1和最高點的高度值H2，得出等效橢圓的短軸長度b＝H2-H；讀取屏幕坐標X1X2，換算成與屏幕中心點O對應的水平角β1、β2，得出煙花燃放圖像中橢圓水平方向上兩端點與屏幕中心點O的距離值L1、L2L1＝Ds×tgβ1，L2＝Ds×tgβ2，則等效橢圓的長軸長度a為a＝L1+L2，故燃放面積為S＝π.a.b。
由以上可知，本發(fā)明為煙花燃放效果圖像測量方法，它通過電子經(jīng)緯儀、數(shù)碼攝像機或數(shù)碼照相機的組合拍攝煙花實際燃放圖像和計算機自動記錄相應的俯仰角度讀數(shù)，通過相關方式測出燃放點的距離，在經(jīng)過計算機圖像處理，主要用于檢測煙花的爆炸高度、爆炸范圍(面積)檢測，且測量簡便、直觀明了、測量結果數(shù)據(jù)科學可靠。


圖1是本發(fā)明方法的原理圖；圖2是求取炸點高度的原理圖；圖3是求取煙花燃放等效面積的原理圖。
在圖中，1—數(shù)碼攝像機，2—電子經(jīng)緯儀，3—發(fā)射筒。
具體實施例方式按照圖1至圖3和上述測量方法，對某牌號的花彈在空中炸點高度及燃放面積進行測量。數(shù)碼攝像機1的視場為30°×24°，圖像分辨率為720×576，將電子經(jīng)緯儀的角度輸出串行接口RS232與普通電子計算機連接，實現(xiàn)現(xiàn)場實時測量。
權利要求
1.一種煙花燃放效果圖像測量方法，其特征是在距煙花彈燃放點固定距離上架設電子經(jīng)緯儀，該電子經(jīng)緯儀所在位置為測試點C，并在電子經(jīng)緯儀的瞄準望遠鏡上安裝數(shù)碼攝像機，安裝時使數(shù)碼攝像機的光軸中心與電子經(jīng)緯儀的光軸中心一致；將攝像機鏡頭對準預先估計的燃放高度并固定，當燃放時啟動數(shù)碼攝像機的攝錄鍵，錄制整個燃放過程并記錄好當時的俯仰角度值。該方法為測得測試點C至發(fā)射點C1的俯仰角εff和斜距離Dx，并按以下公式得出a.測試點C至發(fā)射點C1的水平距離DsDs＝Dx×COS(εff)；b.測試點C至發(fā)射點C1的高度差HfHf＝Dx×Sin(εff)；c.由電子經(jīng)緯儀讀出攝像機視場中心的俯仰角εff并將其值經(jīng)RS232接口輸入電子計算機，設攝像機攝得煙花空中炸點所在位置的屏幕范圍為ABJK，屏幕中心點為O，得出測試點C至中心點O的斜距離DsxDsx＝Ds÷COS(εff)；在ABJK范圍內，屏幕中心點O為原點的直角坐標系，分別得出a.煙花炸點(爆炸中心點)距發(fā)射點(地面)的高度Hz(參見圖2)將煙花圖像輸入計算機，通過圖像讀出炸點的屏幕坐標XzYz，則εz＝εsf+Yz×α式中，εz為炸點的俯仰角度值，α為每個像素在所對應的水平角度值以及俯仰角度值(例如攝像機的視場為30°×24°，圖像分辨率為720×576，則α＝2.5′/點)；Hz＝Ds×tg(εz)-Hf圖2中由于Hf為負值，上式也可寫成Hz＝Ds×tg(εz)+|Hf|；b.得出煙花燃放可視等效面積S(參見圖3)讀取屏幕坐標Y1Y2，換算成與屏幕中心點O對應的俯仰角ε1、ε2，求出煙花燃放圖像中最低點的高度值H1和最高點的高度值H2，得出等效橢圓的短軸長度b＝H2-H；讀取屏幕坐標X1X2，換算成與屏幕中心點O對應的水平角β1、β2，得出煙花燃放圖像中橢圓水平方向上兩端點與屏幕中心點O的距離值L1、L2L1＝Ds×tgβ1，L2＝Ds×tgβ2，則等效橢圓的長軸長度a為a＝L1+L2，故燃放面積為S＝π.a.b。
全文摘要
一種煙花燃放效果圖像測量方法，在一固定點上架設電子經(jīng)緯儀，并在電子經(jīng)緯儀的瞄準望遠鏡上安裝數(shù)碼攝像機，并使數(shù)碼攝像機的光軸中心與電子經(jīng)緯儀的光軸中心一致；將攝像機鏡頭對準預先估計的燃放高度并固定，當燃放時錄制整個燃放過程并記錄好當時的俯仰角度值；測得測試點C至發(fā)射點C
文檔編號G01B11/00GK1601276SQ200410046858
公開日2005年3月30日 申請日期2004年10月22日 優(yōu)先權日2004年10月22日
發(fā)明者毛志強, 劉勁彪, 譚愛喜 申請人:譚愛喜