[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

本發明提供一種水尺水位識別方法及裝置，該方法包括：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；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；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。本實施例實現自動水尺水位識別，方法簡單，其提高了水位識別的準確性。

技術領域

本發明涉及水利監測技術領域，尤其涉及一種水尺水位識別方法及裝置。

背景技術

水位水尺是觀讀江河、湖泊、水庫和灌渠水位的標尺，用以觀測地下水位和海洋潮汐水位的變化。

人工觀讀水尺是航道人員獲取水位的重要手段。在數字航道條件下，自動水位站自動采集水位方式逐步取代人工觀讀方式，自動水位站采用氣泡式水位計。但由于水溫、水密和水位大幅變化，會打破氣管壓力與水位之間的平衡關系，從而影響水位采集的準確性。因此，目前通過人工觀讀水尺的水位與自動水位站采集的水位進行比測，是提高自動水位站采集水位準確率的最有效方法。

將人工觀讀的水位與自動水位站采集的水位進行比測獲取最終水位的方法一般分為觀讀、查閱水尺編號對應的水尺0點高程、計算水位和水位比測四個步驟。其中，水位觀讀采用多次觀讀水尺，一般在三分鐘內完成，將多次觀讀結果中出現頻率最高的水位觀讀結果作為最終觀讀數據；然后根據水尺樁的編號查詢水尺樁的0點高程，將最終觀讀數據和0點高程相加，計算得出最終觀讀水位；最后將最終觀讀水位與自動水位站實時采集的水位進行比對，若兩者之間的誤差在預設范圍內，如小于5厘米，則將人工觀讀水位作為正確水位，否則將自動水位站采集的水位作為正確水位。

比測的頻率越高水位數據越準確。每次比測需要專業人員到現場觀讀，個別航道處轄區水位配布比較密，工作量較大，由于需要進行計算，容易出錯。

發明內容

本發明提供一種水尺水位識別方法及裝置，用以解決現有技術中水位獲取方法費時費力、準確性差且容易出錯的缺陷，實現水尺水位的自動準確識別。

本發明提供一種水尺水位識別方法，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。

根據本發明一個實施例的水尺水位識別方法，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。

根據本發明一個實施例的水尺水位識別方法，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；