[實用新型]一種基于特征跟蹤的河流水面流速監測裝置

有效

• 申請號: 201220105462.6
• 申請日: 2012-03-20
• 公開（公告）號: CN202502107U
• 公開（公告）日: 2012-10-24
• 發明（設計）人: 姚嵐;張振;嚴錫君;徐立中
• 申請（專利權）人: 河海大學
• 主分類號: G01P5/00
• 分類號: G01P5/00
• 代理公司: 南京蘇高專利商標事務所(普通合伙) 32204
• 代理人: 繆友菊

技術領域

?本實用新型涉及一種非接觸式明渠測流技術領域，具體地說是涉及一種基于特征跟蹤的河流水面流速監測裝置。

背景技術

河流的流速是水文測報系統中一個重要的參數。目前，在河流中，水文測報系統卻還處于手工測量、手工分析、人工報送的相對比較落后的狀況。當汛情發生時，這種以手工為主的方式往往不能及時、準確地提供水位、流速、流量等數據，削弱了應對自然災害的能力。

實際應用中經常用到的接觸式流速測量方法有聲學多普勒流速測量法、鐵纜法、浮標法等。聲學多普勒流速測量法雖然測量精度高，但由于其采用船測法施測使其安全性大大降低，并且成本高；鐵纜法在測量過程中可能會影響到河道上船只的正常通行，并且測量范圍較窄、精度低；浮標法容易受到施測條件限制導致其實時性不強、安全性低、準確性不高。

非接觸式流速測量方法，比較成熟的是電波流速儀法，它測量的是位于波束與水面交界處的一維表面流速，此方法當風或湍流在水面產生細小的波動時才能產生足夠強的反射回波，因此不適用于水面平靜的低流速河流。對于非接觸式流速測量方法，視頻監控技術在水文監測方面的研究越來越廣泛，在國外，J.D.cretin等人針對視頻監控技術在流速監測領域進行了深入地介紹，并突出了采用水面漂浮的泡沫作為跟蹤目標；Bradley等人則考慮樹葉作為他們的跟蹤目標，進行流速監測。在國內，劉建軍等人應用攝影測量技術，詳細介紹了坐標轉換模型的建立和推導，還有浮標擬合的思路與步驟；在《PTV技術和顆粒三維運動規律的研究》中，禹明忠詳細介紹了圖像法測量流速的現實可行方法，同時還將它用于了河工河道模型的分析之中。

可見，現有的流速測量容易受到環境、河流流動情況等因素的影響以及測量技術的制約，到目前為止，河流流速測量的實時性、準確性以及安全性都存在一定問題。特別是在高洪期間，目前還沒有真正實用的手段。

實用新型內容

實用新型目的：本實用新型的目的在于針對現有水文測流系統安全性低、成本高、實時性差、準確度低等不足，提供一種基于特征跟蹤的河流水面流速監測裝置，實時監測河流水面流速情況。

技術方案：本實用新型所述的基于特征跟蹤的河流水面流速監測裝置，包括EMB-4650嵌入式開發板、攝像機、客戶端和Web服務器，所述攝像機的輸出端通過USB接口與所述EMB-4650嵌入式開發板連接，所述EMB-4650嵌入式開發板基于特征跟蹤的流速獲得河流水面流速場，通過WIFI?WLAN將計算結果上傳到所述Web服務器中，所述客戶端通過網絡直接獲取所述Web服務器上的河流水面流速場信息；所述EMB-4650嵌入式開發板包括處理器模塊、視頻采集模塊、網絡傳輸模塊、電源模塊和存儲器模塊；所述視頻采集模塊通過USB接口將攝像機采集視頻圖像傳遞給處理器模塊進行處理；所述存儲器模塊與所述處理器模塊進行交互訪問，實時保存和提供待處理的視頻圖像信息；所述網絡傳輸模塊通過無線網絡將所述處理器模塊處理好的圖像發送至網絡中；所述電源模塊給所述EMB-4650嵌入式開發板提供電源。

所述客戶端為兩個以上客戶端。

本實用新型與現有技術相比，其有益效果是：?1、本實用新型所述的基于特征跟蹤的河流水面流速監測裝置，通過攝像機自動識別河流水面漂浮物，并對其進行匹配跟蹤，可以方便快速地得到河流水面流速信息，并遠程獲取河流水面流速場信息。2、本實用新型可以多個客戶端通過網絡訪問Web服務器獲取河流水面速度場信息。

附圖說明

圖1為本實用新型結構示意圖。

圖2為本實用新型EMB-4650嵌入式開發板的結構框圖。

具體實施方式

下面對本實用新型技術方案進行詳細說明，但是本實用新型的保護范圍不局限于所述實施例。

如圖1所示，本實用新型基于特征跟蹤的河流水面流速監測裝置，包括EMB-4650嵌入式開發板1、攝像機2、客戶端3和Web服務器4，所述攝像機2的輸出端通過USB接口與所述EMB-4650嵌入式開發板1連接，所述EMB-4650嵌入式開發板1基于特征跟蹤的流速獲得河流水面流速場，通過WIFI?WLAN將計算結果上傳到所述Web服務器4中，所述客戶端3通過網絡直接獲取所述Web服務器4上的河流水面流速場信息；所述客戶端3為兩個以上客戶端。