[發明專利]一種水位測量方法

有效

• 申請號: 201810400914.5
• 申請日: 2018-04-28
• 公開（公告）號: CN108759973B
• 公開（公告）日: 2020-03-31
• 發明（設計）人: 阮哲偉;周健;姜宏亮;劉中奎;魏傳鑫;曹淼;江澤凡;李俊廷
• 申請（專利權）人: 南京昊控軟件技術有限公司
• 主分類號: G01F23/00
• 分類號: G01F23/00
• 代理公司: 北京尚德技研知識產權代理事務所(普通合伙) 11378
• 代理人: 嚴勇剛;段澤賢

1.一種水位測量方法，用于對帶有“E”字符圖案的水尺照片進行識別，以測量獲得水位值，其特征在于，所述方法包括如下步驟：

步驟A：圖像預處理步驟：對所述水尺照片中的圖像進行中值濾波和圖像均衡化處理，去除所述圖像中的局部噪聲和增強對比度，以獲得預檢測圖像；

步驟B：對所述預檢測圖像先進行顏色提取，將其轉化成二值化圖像；檢測所述二值化圖像中“E”字符圖案，記錄所述“E”字符圖案在水尺上的位置；

步驟C：根據所述“E”字符圖案在水尺上的位置，獲取最上端“E”字符中心點的位置，對該位置的X坐標向左擴展30個像素距離，向上擴展60個像素，從而確定水尺區域的原點位置；再根據水尺在圖像上所占的像素尺寸，最終提取出水尺局部圖像；

步驟D：采用霍夫直線檢測算法對所述水尺局部圖像進行直線檢測，得到區域內所有的直線集合；根據“E”字符的檢測結果，對直線進行篩選，僅保留所有“E”字符范圍內的直線；根據斜率對直線進行篩選，僅保留接近豎直的直線；獲取篩選后所有直線上Y坐標最大值和最小值，并以“E”字符范圍內任意一X坐標位置做豎直直線，得到最終水面以上的水尺線，從而得到水面與水尺的交界處的Y坐標像素值；

步驟E：在攝像頭和水尺都固定后拍攝一張水尺圖像，獲取水尺像素值及其對應的實際值并保存；采用多項式擬合的方式對保存的數據進行擬合，得到水尺像素值和實際值之間的關系公式；

步驟F：將步驟D中所述Y坐標像素值代入步驟E中標定得到的關系公式中，計算得到最終的水位值。

2.如權利要求1所述的水位測量方法，進一步包括如下步驟：

事先將多個經過步驟A獲得的預檢測圖像，先進行顏色提取，將其轉化成二值化圖像；

在所述二值化圖像上截取100張完整的“E”字符圖像，作為機器學習訓練的正樣本，同時在所述二值化圖像上隨機截取2000張不包含“E”字符的背景圖像作為負樣本；

對所述正、負樣本進行尺寸歸一化處理，并對所有樣本提取各自的Haar-like特征并保存；

將所述正、負樣本的Haar-like特征輸入到構造好的Adaboost分類器中進行訓練，得到訓練數據；

在所述步驟B中，檢測所述二值化圖像中“E”字符圖案時，讀入所述訓練好的數據，遍歷整個圖像中符合所述訓練好的數據中“E”字符特征的位置，即為所述“E”字符圖案在水尺上的位置。