事件視覺(jué)實(shí)現(xiàn)高效實(shí)時(shí)流可視化
實(shí)時(shí)?
流可視化
高分辨率?
?流場(chǎng)數(shù)據(jù)
μs級(jí)分辨率
?追蹤粒子
德國(guó)航空航天中心推進(jìn)技術(shù)研究所的研究人員探索了利用事件視覺(jué)（EBV）捕捉氣流和水流流場(chǎng)的可能性。事件相機(jī)使用激光或其他光源進(jìn)行照明，捕捉氣流中攜帶的小（微米）顆粒的運(yùn)動(dòng)。
然后就可以從粒子產(chǎn)生的事件軌跡中獲得不斷變化的流場(chǎng)圖。與之前的研究相比，可以同時(shí)追蹤的粒子數(shù)量要多得多，從而得到高分辨率的速度圖。
這得益于EBV硬件開(kāi)發(fā)的最新進(jìn)展，其特點(diǎn)是高速、高分辨率系統(tǒng)，如Prophesee的EVK4 HD。
湍急水流中小顆粒產(chǎn)生的事件數(shù)據(jù)
(視場(chǎng)寬約55毫米，高約30毫米）
“流動(dòng)測(cè)量結(jié)果清楚地表明，EBIV能夠在靠近表面的地方進(jìn)行測(cè)量，而在這些地方，PIV和其他基于幀的成像方法通常會(huì)遇到光散射過(guò)多的問(wèn)題。由于表面通常不會(huì)移動(dòng)，它們不會(huì)觸發(fā)任何強(qiáng)度變化事件，因此事件相機(jī)無(wú)法看到。另一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，使用用于恢復(fù)運(yùn)動(dòng)場(chǎng)的對(duì)比度最大化方法，可以有效地識(shí)別單個(gè)粒子?！?br />– Willert, C.E., Klinner, J. 事件成像測(cè)速儀：評(píng)估用于測(cè)量流體流動(dòng)的事件相機(jī). Exp Fluids 63, 101 (2022)
根據(jù)捕獲的事件數(shù)據(jù)重建水箱中的紊流
流速測(cè)量
在正在進(jìn)行的研究中，正在探索從事件捕捉到能夠恢復(fù)流速信息的算法等多個(gè)方面。迄今為止，在100毫米寬的視場(chǎng)中，已經(jīng)展示了高達(dá)每秒數(shù)米的流速測(cè)量結(jié)果。
事件數(shù)據(jù)的高時(shí)間分辨率提供的速度信息幾乎等同于使用昂貴的高速攝像機(jī)獲得的每秒1000幀以上的圖像。.
事件流速測(cè)量法對(duì)硬件要求極低：它只需要一個(gè)事件相機(jī)和一個(gè)帶有光片形成透鏡的小型激光器，就能捕捉到隨流運(yùn)動(dòng)的小顆粒的運(yùn)動(dòng)。這使得該系統(tǒng)結(jié)構(gòu)緊湊且非常便攜 。
右側(cè)的“桌面”裝置用于記錄上述事件數(shù)據(jù)和流場(chǎng)。在這里，水中“播種”了小顆粒（10微米），這些顆粒會(huì)散射從側(cè)面引入的薄激光片（1毫米）發(fā)出的光。
由于事件相機(jī)的高靈敏度，不到1瓦的激光功率就足以捕捉到上圖所示的事件圖像。
對(duì)水流進(jìn)行EBV成像的簡(jiǎn)單“桌面”裝置，包括一個(gè)小水箱、激光光板和Prophesee事件相機(jī)（這里是EVK 2 HD）
事件視覺(jué)流體流動(dòng)測(cè)量有許多優(yōu)點(diǎn)。
- 它適用于實(shí)時(shí)流可視化 – 粒子場(chǎng)運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的事件軌跡可直接將流場(chǎng)可視化，無(wú)需進(jìn)一步處理。
- 從快速運(yùn)動(dòng)的流中獲取的事件記錄可隨時(shí)以“慢動(dòng)作”模式回放，以直觀地顯示流的動(dòng)態(tài)。
- 事件相機(jī)對(duì)光片內(nèi)的強(qiáng)度變化具有耐受性，因?yàn)樗?strong>傳感器只對(duì)強(qiáng)度變化做出反應(yīng)。
- 它們還能抵御激光耀斑（表面散射光）和不均勻的背景強(qiáng)度。對(duì)高背景強(qiáng)度的耐受性允許它們?cè)诿髁恋沫h(huán)境中追蹤粒子。
- 粒子事件軌跡可以從背景中清晰地分辨出來(lái)，可通過(guò)特征檢測(cè)或使用運(yùn)動(dòng)補(bǔ)償分析形成的聚類來(lái)提取。
欲了解更多信息，請(qǐng)觀看推進(jìn)技術(shù)研究所“發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量系統(tǒng)”部門主管Christian Willert博士在以下的網(wǎng)絡(luò)研討會(huì)上深入介紹事件成像測(cè)速。
關(guān)于DLR推進(jìn)技術(shù)研究所
推進(jìn)技術(shù)研究所主要致力于通過(guò)中長(zhǎng)期開(kāi)發(fā)固有的技術(shù)潛力，改進(jìn)航空和發(fā)電領(lǐng)域的燃?xì)廨啓C(jī)。它是德國(guó)航空航天研究中心DLR 的一部分，在航空、航天、能源、運(yùn)輸、安全和數(shù)字化領(lǐng)域開(kāi)展研究和開(kāi)發(fā)活動(dòng)。德國(guó)航空航天中心推進(jìn)技術(shù)研究所的發(fā)動(dòng)機(jī)測(cè)量系統(tǒng) 部門致力于開(kāi)發(fā)和應(yīng)用激光光學(xué)測(cè)量和成像技術(shù)，用于航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件和相關(guān)領(lǐng)域的空氣熱力學(xué)研究。新測(cè)量技術(shù)的開(kāi)發(fā)和應(yīng)用為渦輪機(jī)械研究取得預(yù)期進(jìn)展做出了貢獻(xiàn)。
關(guān)于PROPHESEE發(fā)明者社區(qū)
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2014年以來(lái)，眾多研究人員、初創(chuàng)企業(yè)和公司利用Prophesee的神經(jīng)擬態(tài)視覺(jué)技術(shù)展現(xiàn)了驚人的想象力和創(chuàng)新力。
這創(chuàng)造了一個(gè)由發(fā)明者展示作品和想法的事件視覺(jué)生態(tài)系統(tǒng)。他們利用Prophesee技術(shù)的創(chuàng)造力激勵(lì)著我們。
我們?cè)诖耸占@些項(xiàng)目，希望它們能激勵(lì)未來(lái)的發(fā)明者，如同這里的項(xiàng)目一樣，共同創(chuàng)造新事物，揭示不可見(jiàn)的事物。
