[發明專利]一種水下粒子濃度測量的方法

在審

• 申請號: 202011569598.8
• 申請日: 2020-12-26
• 公開（公告）號: CN112595641A
• 公開（公告）日: 2021-04-02
• 發明（設計）人: 曹長飛;房紅兵;王馳;夏云峰;劉傳杰;薛劍鋒
• 申請（專利權）人: 南京理工大學;水利部交通運輸部國家能源局南京水利科學研究院;長江水利委員會水文局長江口水文水資源勘測局
• 主分類號: G01N15/06
• 分類號: G01N15/06
• 代理公司: 南京鑫之航知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 32410
• 代理人: 姚蘭蘭

1.一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：包括以下步驟：

步驟1：使用探測器（2）對水下粒子濃度進行探測；并將探測的光強變化計算分析得到濃度預估值；

步驟2：使用Camera圖像采集模塊采集水下粒子顆粒的圖像，把拍攝的圖像發送給NanoPi開發板（4）進行圖像處理得到圖像粒子密集度和粒子濃度測量值；

步驟3：把所述濃度預估值和粒子濃度測量值進行數據聯合對比參照，將處理結果發送到NanoPi開發板（4）進行分析，從而計算得到當前的水下粒子濃度。

2.根據權利要求1所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：步驟1中，所述探測器（2）接收發射模塊（1）發射的激光束，所述發射模塊（1）向水中發射激光束。

3.根據權利要求2所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：所述發射模塊（1）為發射紅外激光束的紅外發射模塊；所述探測器（2）為接收紅外激光束的紅外激光探測器。

4.根據權利要求1所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：所述Camera圖像采集模塊與NanoPi開發板（4）相連接。

5.根據權利要求4所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：所述NanoPi開發板（4）為運行有嵌入式系統的NanoPi-ARM開發板。

6.根據權利要求1所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：所述Camera圖像采集模塊上設有攝像頭（3）。

7.根據權利要求6所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：所述攝像頭（3）垂直于水面拍攝圖像。

8.根據權利要求1所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：步驟2中，所述圖像處理的方法如下：

S1、對拍攝的圖像進行灰度化處理；

S2、把灰度化處理完成的圖像利用大津法獲得環境閾值，將其轉化為適用于環境的二值化圖像；

S3、把所述二值化圖像利用Canny算子進行輪廓提取，將符合粒子顆粒的輪廓放入數據結構容器中，并統計其個數；

S4、計算當前圖像像素中的水下粒子的密集度；

S5、再通過密集度擬合仿真的曲線，獲得對應的濃度測量值，保存供后續使用。

9.根據權利要求8所述的一種水下粒子濃度測量的方法，其特征在于：步驟S2中，所述灰度化處理的方法：首先讀取圖像中的每個像素點的RGB值，通過公式轉換后RGB值=0.35*R+0.60*G+0.1*B，把圖像進行灰度化處理，其中，R代表紅色分量，G代表綠色分量，B代表藍色分量。