用运动传感器测量实验室通道微地形的方法

IF 0.2 Q4 WATER RESOURCES
Matías Bupo, J. F. Weber
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摘要

本文提出了一种新的方法,通过这种方法,我们可以确定不同的变量之间的关系,这些变量在不同的时间尺度上是不同的。目前最流行的技术是激光测距仪,精度为±1毫米,成本约为150美元。本文提出了一种新的技术,用于在移动床实验室通道中使用运动传感器进行三维测量(3D)。我们使用华硕Xtion Pro,最初是为电子游戏设计的。与传统方法相比,所提出的技术具有较高的性能,因为信息量大大增加,任务所需的时间更少。结果的准确性是一样的。在60厘米的距离下,空间和深度分辨率接近1毫米,图像覆盖面积为64 × 48 cm2,捕捉速度高达30帧/秒(fps)。该技术的实施可以以非常低的成本生成数字地形模型,这在河流水力学中非常有用。所提出的技术允许进行各种分析,如背景形状、侵蚀或沉积沉积物体积的研究、优先径流线的绘制等,这些分析可以使用地理信息系统(GIS)进行操作或输入许多数值模型。将说明在实验室调查中使用这些设备的程序,特别是应用于受侵蚀过程影响的由冲积物质组成的河道。
本文章由计算机程序翻译,如有差异,请以英文原文为准。
Metodología para la medición de micro topografías en canales de laboratorio con un sensor de movimiento
RESUMEN Un aspecto importante de la modelación física en hidráulica fluvial es la medición de las geometrías de los procesos de erosión y sedimentación. Actualmente la técnica más popular para realizarlo utiliza distanciómetros laser, las cuales tienen una precisión de ± 1 mm y un costo de como US$ 150. Como alternativa se presenta el desarrollo de una novedosa técnica para realizar relevamientos en 3 dimensiones (3D) con un sensor de movimiento en canales de laboratorio a lecho móvil. Utilizamos Xtion Pro de ASUS, diseñado originalmente para juegos de video. La técnica propuesta presenta un alto rendimiento comparado con metodologías tradicionales, ya que el volumen de información es sustancialmente mayor y el tiempo que demanda la tarea es menor. La precisión de los resultados es la misma. Bajo 60 cm de distancia, la resolución espacial y de profundidad aproxima 1 mm y las imágenes cubren un área de 64 × 48 cm2, con velocidad de captura hasta 30 cuadros por segundo (fps). Implementar la técnica permite la generación de modelos digitales del terreno a un muy bajo costo, los cuales son de gran utilidad en la hidráulica fluvial. La técnica propuesta permite realizar diversos análisis, tales como estudios de las formas de fondo, volúmenes de sedimento erosionados o depositados, el trazado de líneas preferenciales de escurrimiento y más, que pueden ser manipulados utilizando Sistemas de Información Geográfica (GIS) o ser entrada en numerosos modelos numéricos. Se ilustrará el procedimiento para la utilización de estos equipos en relevamiento de laboratorios, particularmente aplicados a canales compuestos con material aluvial, sometidos a procesos de erosión.
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