[發明專利]水尺水位識別方法及裝置

在審

• 申請號: 202011263111.3
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112308009A
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 雷幫軍;王峰;潘潘;黃強
• 申請（專利權）人: 湖北九感科技有限公司;三峽大學
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/34;G06K9/46;G06K9/62
• 代理公司: 北京路浩知識產權代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

1.一種水尺水位識別方法，其特征在于，包括：

從待識別水尺圖像中提取水尺頭部的多個帶狀區域和水尺主體上的圓形區域；其中，所述圓形區域在所述水尺主體的表面成列分布，任一列所述圓形區域中相鄰兩個圓形區域外切且每列圓形區域的長度等于所述水尺主體的長度；

根據所述水尺頭部中各帶狀區域的高度，獲取所述待識別水尺圖像中水尺的編碼，根據所述編碼獲取所述編碼對應的水尺編號和所述水尺編號對應的水尺零點高程；其中，所述編碼與所述水尺編號，以及所述水尺編號與所述水尺零點高程之間的關聯關系預先存儲；

獲取所述待識別水尺圖像中的水平面穿過的任一圓形區域，根據該圓形區域正上方的圓形區域的個數，以及所述水平面與該圓形區域的圓心之間的相對位置，獲取所述水尺主體的水位讀數，將所述水位讀數和所述水尺零點高程相加，獲取所述水尺的水位識別結果。

2.根據權利要求1所述的水尺水位識別方法，其特征在于，所述從待識別水尺圖像中提取水尺頭部的多個帶狀區域和水尺主體上的圓形區域，之前還包括：

對所述待識別水尺圖像進行預處理；

其中，所述預處理包括灰度處理、NL-Means處理、傾斜校正和去霧處理。

3.根據權利要求1所述的水尺水位識別方法，其特征在于，所述從待識別水尺圖像中提取水尺頭部的多個帶狀區域，包括：

基于超像素和閾值分割相結合的顯著目標檢測算法提取出所述水尺頭部的第一帶狀區域；

基于LBP算法根據所述第一帶狀區域的紋理特征，從所述第一帶狀區域中提取出所述水尺頭部的第二帶狀區域；

相應地，所述根據所述水尺頭部中帶狀區域的高度分布，獲取所述高度分布對應的水尺編號和所述水尺編號對應的水尺零點高程，包括：

根據所述第二帶狀區域在所述水尺頭部中的高度分布，獲取所述高度分布對應的水尺編號和所述水尺編號對應的水尺零點高程。

4.根據權利要求1所述的水尺水位識別方法，其特征在于，所述從待識別水尺圖像中提取水尺主體上的圓形區域，包括：

基于K均值聚類算法獲取所述水尺主體上的圓形區域的初始分割結果；

基于能量函數對所述初始分割結果進行優化，獲取所述圓形區域的最終分割結果。

5.根據權利要求1-4任一所述的水尺水位識別方法，其特征在于，當所述水平面經過該圓形區域的圓心時，通過以下公式根據該圓形區域正上方的圓形區域的個數，以及所述水平面與該圓形區域的圓心之間的相對位置，獲取所述水尺主體的水位讀數：

h＝l–d*n–r；

其中，h為所述水尺主體的水位讀數，l為所述水尺主體的總長，d為每個圓形區域的直徑，r為每個圓形區域的半徑，n為該圓形區域正上方的圓形區域的個數；

當所述水平面位于該圓形區域的圓心的上方時，通過以下公式根據該圓形區域正上方的圓形區域的個數，以及所述水平面與該圓形區域的圓心之間的相對位置，獲取所述水尺主體的水位讀數：

h＝l–d*n–s；

其中，s為所述水平面與該圓形區域的圓心之間的高度差，α為所述水平面與該圓形區域的任一交點和緊鄰該圓形區域上方的圓形區域的圓心之間的連線與所述水平面之間的夾角；

當所述水平面位于該圓形區域的圓心的下方時，通過以下公式根據該圓形區域正上方的圓形區域的個數，以及所述水平面與該圓形區域的圓心之間的相對位置，獲取所述水尺主體的水位讀數：

h＝l–d*n–r–x；

x＝r·sinβ；

其中，x為所述水平面與該圓形區域的圓心之間的高度差，β為所述水平面與該圓形區域的任一交點和該圓形區域的圓心之間的連線與所述水平面之間的夾角。