[發明專利]一種水尺標識方法及水位檢測方法

有效

• 申請號: 201010208769.4
• 申請日: 2010-06-23
• 公開（公告）號: CN101886942A
• 公開（公告）日: 2010-11-17
• 發明（設計）人: 趙德安;滕翠鳳
• 申請（專利權）人: 江蘇大學
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00;H04N7/18;H04N5/21
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 汪旭東

技術領域

本發明涉及一種用于檢測水位的水尺，具體涉及水尺的標識方法及該水尺對水位的檢測方法。

背景技術

水位是水安全問題的指標之一，水位的在線檢測是保證水安全的重要措施。目前，水位檢測普遍采用水位計或水尺，水位計在實際使用時受水質的影響較大，特別是洪水季節，水流含泥沙較多，容易淤塞水位計的水管，形成假水位，導致測量不準確。水尺上的尺寸是用阿拉伯數字和E形圖案共同標記的，每個E形有5個等距離的刻度，即E形本身突出的部分有3個刻度，中間的空白間隔定為2個刻度。每兩個E形圖案對角分布，與分布在另外對角上的兩個數字共同組成為一個單位。阿拉伯數字有0～9這10個數字，表示一個單位的10個小刻度，由于這10個阿拉伯數字的字形各不相同，要求刻度能非常清晰地顯示才可觀測到。但在實際使用時，水尺數字的字形信息量很小，準確區分某數字相當困難，且有較復雜的十種數字，識別過程中計算量大，導致識別率不高。

發明內容

本發明的一個目的是為克服現有技術的缺陷而提出一種新型水尺的標識方法，用該方法所標識的水尺對水位識別率高、誤差小。

本發明的另一目的是提供基于圖像處理技術的水位檢測方法，不受環境、光照等因素的影響，準確地識別水尺上的刻度。

本發明水尺標識方法采用的技術方案是：在水尺縱向上的每一個數字單位的高度區域對角標識兩個E形，在與每兩個E形的對角線垂直交叉的對角位置處標識兩個等分有四個小區域的“田”字形，使兩個“田”字形與兩個E形的位置在平行和垂直方向上相互對應，將“田”字形的四個小區域按16種不同的黑白順序填充，得到的圖形分別代表數字0～15。

本發明水位檢測方法采用的技術方案是：首先將CCD攝像機輸出連接圖像采集模塊輸入，照明燈具、圖像采集模塊和電源電路的輸出分別連接計算機輸入，將LCD顯示器和鍵盤分別連接計算機；然后對CCD攝像機拍攝的水尺上標識的“田”字形圖像通過圖像采集模塊傳輸到計算機，經由計算機轉換成灰度圖像，再對灰度圖像依次進行平滑濾波、邊緣檢測、二值化圖像、形態學和目標分割處理，對分割后的單一目標進行特征提取和識別，將“0”表示“田”字形白色小區域，“1”表示“田”字形填充的黑色小區域，最后將識別后的“田”字形小區域的不同的填充圖案經計算機轉換得到0～15共16個十進制數字，從而確定出當前的水位，并由LCD顯示器顯示輸出。

本發明的有益效果是：

1、由于水尺標識采用“田”字圖形代替了傳統的阿拉伯數字標識，使水尺的性能不受溫度和一定條件下光照的影響，適合于不規則落差、大范圍的水位測量，滿足偏遠地區、特別是惡劣條件下的河流湖泊水情監控和水位自動檢測與識別。

2、由于水尺標識采用的“田”字圖形可代表0-15共16個數字，與現有技術所使用的水尺通常是以10為一個單位相比，本發明所標識的水尺擴展到以16為一個單位，擴大了水位測量的范圍且提高測量精度。

3、水位檢測時不用分晚上和白天，識別過程簡單，為遠程水情控制系統提供了可靠精確的數據，并節省了大量時間。

附圖說明

下面結合附圖和具體實施方式對本發明作進一步說明。

圖1是代表0-4數字的水尺標識方法；

圖2是代表5-9數字的水尺標識方法；

圖3是代表10-12數字的水尺標識方法；

圖4是代表13-15數字的水尺標識方法；

圖5是采用水尺檢測水位時的檢測系統結構圖；

圖6是水位檢測方法的流程圖。

具體實施方式

如圖1-4所示，在現有的水尺的縱向上，每一個數字單位的高度區域都對角標識兩個E形，本發明在與每兩個E形的對角線垂直交叉的對角位置處標識兩個“田”字形，這兩“田”字形位置與兩個E形位置在平行和垂直方向上相互對應。“田”字形等分有四個小區域，自右向左，自下而上，依次代表二進制的2⁰位、2¹位、2²位、2³位，將其轉換為十進制即為：1，2，4，8，可表示0～15共16個數字，不同的數字刻度對應著不同的“田”字形填充方法，即“田”字形的四個小區域按不同的黑白順序填充后得到的圖形分別代表了數字0～15，“田”字形具體填充方法為：