[發(fā)明專利]一種基于圖像識(shí)別的雨量測(cè)量方法及裝置

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811057671.6
• 申請(qǐng)日: 2018-09-11
• 公開（公告）號(hào): CN109143413A
• 公開（公告）日: 2019-01-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 邱芳;鄒陽溪;黃勇;陳潤(rùn)平;李華;楊俊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 深圳市銀河系科技有限公司
• 主分類號(hào): G01W1/14
• 分類號(hào): G01W1/14
• 代理公司: 深圳市科進(jìn)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44316
• 代理人: 曹衛(wèi)良

本申請(qǐng)涉及一種基于圖像識(shí)別的雨量測(cè)量方法及裝置。該方法包括：步驟a：通過攝像裝置獲取雨滴圖像；步驟b：利用形態(tài)濾波算法對(duì)所述雨滴圖像進(jìn)行濾波處理，對(duì)雨滴邊緣進(jìn)行識(shí)別，得到所述雨滴圖像中的雨滴目標(biāo)區(qū)域；步驟c：計(jì)算所述雨滴目標(biāo)區(qū)域中雨滴的面積，通過所述雨滴的面積估算雨滴水量，根據(jù)所述雨滴水量估計(jì)降雨量。本申請(qǐng)采用圖像識(shí)別的方法進(jìn)行降水測(cè)量，降水量的測(cè)量精度能達(dá)到0.1毫米，同時(shí)測(cè)量過程沒有機(jī)械動(dòng)作，有利于維護(hù)使用，并提高了可靠性以及氣象預(yù)報(bào)的權(quán)威性。

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)屬于降水觀測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種基于圖像識(shí)別的雨量測(cè)量方法及裝置。

背景技術(shù)

降水量是一種重要的氣象要素，降水的觀測(cè)無論是對(duì)于氣象、水文、海洋、環(huán)境的觀測(cè)還是對(duì)航空、鐵路交通的安全都具有重要的意義。雨量計(jì)是觀測(cè)降水量的重要儀器，它的準(zhǔn)確度直接關(guān)系到所測(cè)量數(shù)據(jù)的可靠性，特別在人工降雨的效果檢驗(yàn)和氣象科研方面，其測(cè)量的準(zhǔn)確度顯得尤為重要。要保證雨量計(jì)的精度和可靠性，對(duì)雨量計(jì)進(jìn)行校驗(yàn)是非常必要的。

現(xiàn)有的雨量計(jì)主要包括以下幾種：

1、人工雨量器：是用于測(cè)量一段時(shí)間內(nèi)累積降水量的儀器。常見的人工雨量器外殼是金屬圓筒，分上下兩節(jié)，上節(jié)是一個(gè)口徑為20厘米的盛水漏斗，為防止雨水濺失，保持容器口面積和形狀，筒口用堅(jiān)硬銅質(zhì)做成內(nèi)直外斜的刀刃狀；下節(jié)筒內(nèi)放一個(gè)儲(chǔ)水瓶用來收集雨水。測(cè)量時(shí)，將雨水倒入特制的雨量杯內(nèi)讀出降水量毫米數(shù)。降雪季節(jié)將儲(chǔ)水瓶取出，換上不帶漏斗的筒口，雪花可直接收集在雨量筒內(nèi)，待雪融化后再讀數(shù)，也可將雪稱出重量后根據(jù)筒口面積換算成毫米數(shù)。人工雨量器原理簡(jiǎn)單成本低，但是對(duì)操作人員的操作技能與責(zé)任心要求較高，一般只在少數(shù)站點(diǎn)使用。

2、翻斗式雨量計(jì)：是可連續(xù)記錄降水量隨時(shí)間變化和測(cè)量累積降水量的儀器。翻斗式雨量計(jì)包括感應(yīng)器和記錄器兩部分，其間用電纜連接。感應(yīng)器用翻斗測(cè)量，它是用中間隔板間開的兩個(gè)完全對(duì)稱的三角形容器，中隔板可繞水平軸轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使兩側(cè)容器輪流接水，當(dāng)一側(cè)容器裝滿一定量雨水時(shí)(0.1或0.2毫米)，由于重心外移而翻轉(zhuǎn)，將水倒出，隨著降雨持續(xù)，將使翻斗左右翻轉(zhuǎn)，接觸開關(guān)將翻斗翻轉(zhuǎn)次數(shù)變成電信號(hào)，送到記錄器，在累積計(jì)數(shù)器和自記鐘上讀出降水資料。翻斗式雨量計(jì)目前使用比較廣泛，但是也存在一些可以改進(jìn)的地方，例如對(duì)微小雨量無法測(cè)量、機(jī)械操作容易存在滯留水產(chǎn)生誤差等，測(cè)量的頻率較低，長(zhǎng)期使用的可靠性也有待提高。

3、虹吸式雨量計(jì)：虹吸式雨量計(jì)是可連續(xù)記錄降水量和降水時(shí)間的儀器。虹吸式雨量計(jì)上部盛水漏斗的形狀和大小與人工雨量器相同。當(dāng)雨水經(jīng)過漏斗導(dǎo)入量筒后，量筒內(nèi)的浮子將隨水位升高而上浮，帶動(dòng)自記筆在自記紙上劃出水位上升的曲線。當(dāng)量筒內(nèi)的水位達(dá)到10毫米時(shí)，借助虹吸管，使水迅速排出，筆尖回落到零位重新記錄。自記鐘給出降水量隨時(shí)間的累積過程。虹吸式雨量計(jì)可以連續(xù)的記錄雨量，但是由于結(jié)構(gòu)原因，會(huì)存在虹吸誤差。虹吸誤差的大小與虹吸管和浮子室的結(jié)構(gòu)有關(guān)，長(zhǎng)期使用時(shí)，由于器件變形、道路阻滯等會(huì)發(fā)生變化，因此，難以確定總虹吸誤差的大小。

深圳的春夏交替季節(jié)，常常出現(xiàn)微量降水，因?yàn)橛甑屋^小，大量懸浮于空中，對(duì)公眾出行和道路能見度有嚴(yán)重影響。不僅雷達(dá)圖上看不到降水回波，氣象觀測(cè)也記錄不到這種微量降水，從而影響氣象預(yù)報(bào)的權(quán)威性。因此，有必要提供一種可以有效的對(duì)微小雨量進(jìn)行測(cè)量(例如小于0.1mm)的雨量測(cè)量方法，以提高氣象預(yù)報(bào)的權(quán)威性。

發(fā)明內(nèi)容

本申請(qǐng)?zhí)峁┝艘环N基于圖像識(shí)別的雨量測(cè)量方法及裝置，旨在至少在一定程度上解決現(xiàn)有技術(shù)中的上述技術(shù)問題之一。

為了解決上述問題，本申請(qǐng)?zhí)峁┝巳缦录夹g(shù)方案：

一種基于圖像識(shí)別的雨量測(cè)量方法，包括以下步驟：

步驟a：通過攝像裝置獲取雨滴圖像；

步驟b：利用形態(tài)濾波算法對(duì)所述雨滴圖像進(jìn)行濾波處理，對(duì)雨滴邊緣進(jìn)行識(shí)別，得到所述雨滴圖像中的雨滴目標(biāo)區(qū)域；