[實用新型]一種基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201320121849.5
• 申請日: 2013-03-18
• 公開（公告）號: CN203148531U
• 公開（公告）日: 2013-08-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 張學(xué)武;周卓贇;孫浩;張卓;李敏;范新南
• 申請（專利權(quán)）人: 河海大學(xué)
• 主分類號: G01F23/64
• 分類號: G01F23/64;G01N21/00
• 代理公司: 南京同澤專利事務(wù)所(特殊普通合伙) 32245
• 代理人: 蔣全強

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型涉及一種電子測量領(lǐng)域，尤其涉及一種圖像視覺處理技術(shù)實現(xiàn)水位和水質(zhì)監(jiān)測裝置。

背景技術(shù)

在現(xiàn)有技術(shù)的水位測量方法中，浮子式水位計在水情監(jiān)測中的應(yīng)用最為普遍。將浮子用線垂直掛在一個滑輪上，浮子放在水面上，就會隨著水位的高低而產(chǎn)生上下的位移。通過測量浮子和指定點的距離，再通過一定的計算，就可以得到當(dāng)前的水位了。浮子水位計需要專用的測井，它的缺點就是安裝較復(fù)雜，同時如果水流含泥沙較重，經(jīng)過一段時間的運行，測井的進水管就會產(chǎn)生淤積的現(xiàn)象，易形成假水位。

壓力式水位計是根據(jù)壓力與水深成正比關(guān)系的靜水壓力原理，運用壓敏元件作傳感器，在不同的水深感應(yīng)不同壓力產(chǎn)生相應(yīng)的電流而測出相應(yīng)水位的高低，這種方式解決了浮子式水位計的缺點，但無法達到很高的精度，且易被環(huán)境溫度和液體密度變化影響。

氣介式或液介式超聲波式水位計應(yīng)用超聲波反射的原理來測量水位。超聲波在介質(zhì)中以一定速度傳播，當(dāng)遇到不同密度的介質(zhì)分界面時，超聲波立即發(fā)生反射。液介式是將換能器安裝在河底，垂直向水面發(fā)射超聲波；氣介式是將換能器固定在空氣中某一高處，向水面發(fā)射超聲波。兩種形式均不需建測井。液介式易受水溫、水壓及水中浮懸粒子濃度影響，氣介式易受氣溫影響，其優(yōu)點是不受水中水草、泥沙等影響。這種方法有其先進性，但成本較高。

并且現(xiàn)有的水位監(jiān)測裝置往往只能單獨的檢測水位，無法檢測水質(zhì)，需要另外采用水質(zhì)監(jiān)測裝置來實現(xiàn)，如何實現(xiàn)同時測量水位和水質(zhì)是本領(lǐng)域的技術(shù)難題。

實用新型內(nèi)容

本實用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種適于同時進行水位和水質(zhì)測量的基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端。

為了解決上述技術(shù)問題，本實用新型提供了一種基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端，包括：浮子，位于所述浮子的正上方設(shè)有適于拍攝浮子影像的第一攝像頭，位于水面上方設(shè)有適于拍攝水面影像的第二攝像頭，所述第一攝像頭和第二攝像頭輸出的相應(yīng)視頻信號輸入至視頻采集模塊，與所述視頻采集模塊相連的處理器，該處理器適于計算出所述浮子影像的面積像素以得到所述第一攝像頭與浮子的間距，所述攝像裝置的安裝高度減去所述間距以獲得水位值，并對所述水面影像進行灰度處理以得出水質(zhì)情況。

進一步，為了便于顯示具體的水位和水質(zhì)數(shù)據(jù)，或者可以連接與電腦進行數(shù)據(jù)分析，所述基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端還包括：適于顯示水位值和水質(zhì)情況的顯示模塊，適于與計算機通訊的通信模塊，處理器與所述顯示模塊和通信模塊相連。

進一步，為了防止周圍光線對鏡頭取景產(chǎn)生的光線影響，隔離可見光，所述第一攝像頭、第二攝像頭的鏡頭裝有紅外濾光鏡。

進一步，在所述第一攝像頭、第二攝像頭的鏡頭周圍分布有LED照明裝置。

進一步，所述處理器為FPGA模塊或者DSP模塊。

本實用新型的上述技術(shù)方案相比現(xiàn)有技術(shù)具有以下優(yōu)點：本實用新型利用了視覺圖像處理技術(shù)，將圖像視覺技術(shù)應(yīng)用與水位、水質(zhì)監(jiān)測領(lǐng)域，通過圖像視覺技術(shù)測量視頻中的浮子影像面積，根據(jù)影像面積的大小換算成浮子與攝像頭之間的距離以得到水位數(shù)值，并且還可以得到水質(zhì)信息，無需昂貴的水位傳感器和繁瑣的水質(zhì)監(jiān)測，使用方便。

附圖說明

為了使本實用新型的內(nèi)容更容易被清楚的理解，下面根據(jù)的具體實施例并結(jié)合附圖，對本實用新型作進一步詳細的說明，其中

圖1為本實用新型的基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端的結(jié)構(gòu)示意圖。其中，浮子1，水面2。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明進行詳細說明：

見圖1，一種基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端，包括：浮子1，位于所述浮子1的正上方設(shè)有適于拍攝浮子1影像的第一攝像頭，位于水面2上方設(shè)有適于拍攝水面影像的第二攝像頭，所述第一攝像頭和第二攝像頭輸出的相應(yīng)視頻信號輸入至視頻采集模塊，與所述視頻采集模塊相連的處理器，該處理器適于計算出所述浮子影像的面積像素以得到所述第一攝像頭與浮子1的間距，所述攝像裝置的安裝高度減去所述間距以獲得水位值，并對所述水面影像進行灰度處理以得出水質(zhì)情況。

所述基于機器視覺的水位和水質(zhì)監(jiān)測終端還包括：適于顯示水位值和水質(zhì)情況的顯示模塊，適于與計算機通訊的通信模塊，處理器與所述顯示模塊和通信模塊相連。

所述第一攝像頭、第二攝像頭的鏡頭裝有紅外濾光鏡。

在所述第一攝像頭、第二攝像頭的鏡頭周圍分布有LED照明裝置。

所述處理器為FPGA模塊或者DSP模塊。