基于事件视觉传感器相机的三维气泡流测量

采用三相机事件视觉传感器（EVS）系统对气泡运动、形态和气泡-气泡相互作用进行三维测量。多 EVS 配置减轻了二元事件成像固有的缺乏直接深度信息的问题，同时保留了高时间分辨率、低延迟和减少数据吞吐量等关键优势。实验配置包括一个八角形水箱，配备受控颗粒释放机制和空气扩散器。相机同步和脉冲 LED 照明通过专用信号发生器和驱动电路实现，而校准则使用在不同深度获取的目标脉冲照明记录进行。开发了一个全面的内部计算框架来处理事件数据，以进行三维运动轨迹重建。所开发跟踪框架的验证遵循了严格的多阶段流程，以确保重建保真度。该框架首先针对运动学复杂性逐渐增加的综合渲染案例进行基准测试，以评估受控条件下的三维轨迹重建精度，实现了亚毫米级全局精度，均方根误差（RMSE）值在 0.015 至 0.36 毫米之间。在数值验证之后，使用通过门控室和单颗粒爪开启机制精确制造的颗粒释放进行了物理基线实验。随后，评估了通过多个入口在不同压缩空气流量下产生的动态气泡羽流。EVS 框架成功解析了密集的气泡-气泡相互作用，在所有测试条件下生成了平滑、物理一致的三维轨迹。定量结果显示高度一致性，传统质心跟踪与从连续照明事件条纹独立估计的速度之间总体速度一致性超过 97%。总体而言，该方法展示了用于高速体积跟踪和气泡流测量的稳健框架。然而，事件过饱和在超密集区域仍然是一个关键的硬件限制，因为单个相机的过饱和可能导致系统失同步。