[發(fā)明專利]一種基于機(jī)器視覺的水位檢測方法及河道監(jiān)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110169933.3
• 申請日: 2021-02-05
• 公開（公告）號: CN112884731B
• 公開（公告）日: 2022-03-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 甘小皓;鐘璞星
• 申請（專利權(quán)）人: 慧目（重慶）科技有限公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T7/80;G06V10/25;G06V10/28;G06V10/44;G06V10/762;G06V30/19;G06K9/62;G01F23/04
• 代理公司: 重慶企進(jìn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 50251
• 代理人: 周輝

1.一種基于機(jī)器視覺的水位檢測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1、先獲取如下結(jié)構(gòu)的水尺，包括水尺本體，所述水尺本體上涂設(shè)有水尺線，所述水尺線包括沿豎向涂設(shè)的特征色線，所述特征色線的兩側(cè)具有沿長度方向依次交錯設(shè)置的刻度線塊，所述刻度線塊包括三條間隔設(shè)置特征刻度線，所述特征刻度線與所述特征色線均采用紅色涂設(shè)，相鄰兩條特征刻度線之間涂設(shè)有白色刻度線，使刻度線塊與所述特征色線形成“E”形；其中一側(cè)的刻度線塊之間的區(qū)域涂設(shè)為藍(lán)色色塊，另一側(cè)的刻度線塊之間的區(qū)域涂設(shè)有數(shù)字；

所述水尺本體上可滑動地套設(shè)有浮塊，所述浮塊的上端面高于水面，且垂直于所述水尺本體的軸線，所述浮塊的上端面與水尺上的數(shù)字相對應(yīng)的一側(cè)涂設(shè)有藍(lán)色色塊，該藍(lán)色色塊向中部延伸至所述特征色線所對應(yīng)的位置；所述水尺本體的背側(cè)具有沿長度方向設(shè)置的凸棱，所述浮塊上具有與該凸棱對應(yīng)設(shè)置的凹槽；

S2、在多種光線條件下，獲取水尺的圖像，并將圖像轉(zhuǎn)換成HSV圖像，統(tǒng)計水尺圖像中紅色區(qū)域與藍(lán)色區(qū)域的HSV閾值范圍；

S3、水位讀取：將獲取的水尺圖像從BGR通道轉(zhuǎn)化為HSV通道，根據(jù)步驟S2中獲取到的藍(lán)色區(qū)域的HSV閾值范圍計算出藍(lán)色區(qū)域的二值圖，對圖片做形態(tài)學(xué)操作；對藍(lán)色區(qū)域的二值圖求取外接矩形輪廓，得到水尺圖像中藍(lán)色區(qū)域的矩形框集合；獲取藍(lán)色區(qū)域的矩形框集合中每個矩形框的最大縱坐標(biāo)值和最小縱坐標(biāo)值，根據(jù)水尺上藍(lán)色區(qū)域的實(shí)際縱向尺寸，以水尺上刻度線的頂部為起始點(diǎn)，將矩形框的最大縱坐標(biāo)值和最小縱坐標(biāo)值依次換算成實(shí)際縱向尺寸，讀取換算后的浮塊上藍(lán)色色塊與水尺本體交界處的高度，并結(jié)合浮塊浮出水面的高度求取水位高度。

2.如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的水位檢測方法，其特征在于，在水位讀取前，先對水尺區(qū)域進(jìn)行提取，提取時，先將獲取的水尺圖像從BGR通道轉(zhuǎn)化為HSV通道，根據(jù)步驟S2中獲取到的紅色區(qū)域和藍(lán)色區(qū)域的HSV閾值范圍分別計算出紅色區(qū)域的二值圖和藍(lán)色區(qū)域的二值圖，對圖片做形態(tài)學(xué)操作；對紅色區(qū)域的二值圖和藍(lán)色區(qū)域的二值圖分別求取外接矩形輪廓，得到水尺圖像中所有紅色區(qū)域的矩形框集合和藍(lán)色區(qū)域的矩形框集合；將紅色區(qū)域的矩形框集合和藍(lán)色區(qū)域的矩形框集合所在區(qū)域提取為水尺區(qū)域。

3.如權(quán)利要求2所述的基于機(jī)器視覺的水位檢測方法，其特征在于，依次迭代地計算藍(lán)色區(qū)域的矩形框集合中兩個矩形框之間的距離SV，并將距離SV小于設(shè)定值的兩個矩形框按照最小外接矩形的輪廓進(jìn)行合并，并將連接成長條狀的矩形框作為藍(lán)色區(qū)域矩形框；SV=（S1+S2-SC）/S3，其中，S1和S2分別為兩個矩形框的面積，SC為兩個矩形框的相交面積，S3為兩個矩形框的最小外接矩形的面積。

4.如權(quán)利要求3所述的基于機(jī)器視覺的水位檢測方法，其特征在于，迭代地計算紅色區(qū)域的矩形集合中每個矩形框與藍(lán)色區(qū)域矩形框之間的距離SV，并將距離SV小于設(shè)定值的矩形框與藍(lán)色區(qū)域矩形框合并，最終得到水尺區(qū)域矩形框。

5.如權(quán)利要求1所述的基于機(jī)器視覺的水位檢測方法，其特征在于，所述特征色線的寬度大于20mm。

6.一種基于機(jī)器視覺的河道監(jiān)測方法，其特征在于，包括如權(quán)利要求1～5中任一權(quán)利要求所述的基于機(jī)器視覺的水位檢測方法。