基于低成本摄像机的近岸时空海浪观测

本文提出了一种用于估计时空海浪场的低成本立体视觉技术。该方法的成本仅为传统海浪测量仪器的约1%，甚至比典型的立体视频技术更便宜且更易于实施。尽管与配备先进光学器件和同步工具的高级立体视频系统相比，该系统提供的数据分辨率较低，但其低成本视频同步方案无需专用采集软件、触发器和线缆，从而使系统具有完全的便携性。该系统的性能通过同位放置的压力计进行了验证，从而能够在浅水区和碎波带开展的实验期间进行海浪测量。采用所提出的方法并使用两台运动相机获取的海浪数据在有效波高测量中表现出极小的偏差，并有效地识别了波浪场中的主频。尽管该系统目前设计用于固定安装，但只要应用适当的运动校正，即可适用于船舶、无人机或其他移动系统等移动平台。结果表明，与时间点高程序列相比，考虑空间波浪场时的有效波高更高。这种低成本立体视频方法是为特定海浪相关工程问题获取时空波浪数据的一种极具前景的途径。• 提出了一种用于估计时空海浪场的低成本立体视觉技术。• 该方法的成本仅为传统海浪测量仪器的约1%。• 视频同步无需专用采集软件、触发器和线缆，使系统具有便携性。• 该系统的性能已通过同位放置的压力计得到验证，可实现海浪测量。• 实验证明，碎波带附近的表面位移往往不表现为严格的高斯过程。