[發明專利]一種懸浮式量水堰水位監測系統

在審

• 申請號: 202110172764.9
• 申請日: 2021-02-08
• 公開（公告）號: CN112924000A
• 公開（公告）日: 2021-06-08
• 發明（設計）人: 陳薇;袁羽;宋國芳;吳巧蓮
• 申請（專利權）人: 南京宥安傳感科技有限公司
• 主分類號: G01F23/56
• 分類號: G01F23/56
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開一種懸浮式量水堰水位監測系統，其特征在于，包含三個模塊：1、水位尺模塊由三角形水位尺、小球、硬塑料圓柱體和凹槽擋板組成，小球固定在三角形水位尺底部與之成為一個整體，凹槽擋板用于減小三角形水位尺的水平移動。小球與三角形水位尺安裝在硬塑料圓柱體內，硬塑料圓柱體通過連接桿與構筑物連接；2、圖像采集模塊由一架攝像機組成，用于采集水位尺的圖像，采集到的水位尺圖像通過網絡傳輸到網絡服務器；3、圖像處理模塊由網絡服務器組成，內部預置卷積神經網絡，用于識別三角形水位尺上三角形的數量，再通過與人工記錄的初始數據作對比計算出當前量水堰水位高度。本發明的抗環境影響能力強，可以滿足惡劣天氣下的水位監測，且適用于量水堰水位監測，具有高精度，操作簡單，自動監測等特點。

技術領域

本發明設計一種懸浮式量水堰水位監測系統，屬于水位監測領域。

背景技術

目前，水資源和水安全問題己經成為影響社會、經濟和生態發展的重要因素之一，其中，水位數據是可以反映這些問題的非常關鍵的水文資料。

量水堰水位監測的方法有許多種，人工測量水位時需要考慮監測人員的人身安全問題，而且數據實時性較差；目前的自動監測方面存在一種在現場安裝的水位檢測儀,因為受到光線的干擾水面形成倒影而無法正確識別水位高度。另一種是安裝圖像水位尺和對準該水位尺的攝像機，通過攝像機采集水位尺的圖像,再通過無線或有線的方式傳輸后由計算機識別，此方法也存在光線的干擾在水面形成倒影而無法正確識別水位高度的問題。

隨著科技的發展，這些傳統的量水堰水位測量方式被自動智能監測水位方式取代是必然趨勢?；诖?，本文綜合利用圖像識別技術，設計開發了一種懸浮式量水堰水位監測系統，直接利用圖像識別技術對水位尺的圖像進行處理，計算出水位高度。水位尺由一塊三角形水位尺、一個小球和兩個硬塑料圓柱體組成。通過網絡將采集到的水位尺圖片傳送到網絡服務器，再通過卷積神經網絡識別水位尺中三角形水位尺上的顏色，再將識別的顏色結果與初始人工測量的三角形水位尺的顏色作對比，計算出水位高度，從而可以實現水位的遠程實時自動監測。本發明不僅測量精度高，操作簡單而且受環境影響小，能很好地實現自動監測。

發明內容

本發明的目的在于設計一種懸浮式量水堰水位監測系統，用于實現量水堰水位的高精度自動監測，代替了原有復雜、精度差的水位監測方式，彌補了傳統水位監測方式的可靠新差、安全性得不到保障、精度低等缺陷。

本發明采用的技術方案是：該懸浮式量水堰水位監測系統由水位尺模塊、圖像采集模塊和圖像處理模塊組成，其中水位尺模塊是通過將三角形水位尺與小球固定并安裝在硬塑料圓柱體內部，保持三角形水位尺豎直并與小球一同漂浮于水平面上，忽略小球與硬塑料圓柱體的摩擦，硬塑料圓柱體通過連接桿固定在構筑物上；圖像采集模塊由攝像機組成，攝像機正對三角形水位尺露出部分安裝；圖像處理模塊由網絡服務器組成，網絡服務器內置卷積神經網絡用于識別三角形水位尺露出部分的三角形個數。

本發明的有益效果：由于傳統的量水堰水位監測方式為人工采用手機或者安裝攝像機對水位尺進行拍照監測，無法保證圖像采集人員的安全，受環境影響大，而且無法達到實時監測的效果。而現有的一種懸浮式量水堰水位監測系統可以只需要安裝一個水位尺，借助攝像機拍攝水位尺的圖片并上傳至網絡服務器，通過圖像識別的方法來對量水堰水位進行實時監測。攝像機將拍照獲取的水位尺圖像發送上傳到網絡服務器，網絡服務器對水位尺的圖像進行圖像識別,通過卷積神經網絡識別三角形水位尺中三角形的個數，再與初始水位對應的三角形個數作對比，計算出量水堰水位的水位高度，并將結果存儲到網絡服務器中。

附圖說明

圖1為本發明的水位尺安裝示意圖；

圖2為本發明的水位尺主視圖；

圖3為本發明的水位尺側視圖；

圖4為本發明的水位尺俯視圖；

圖5為本發明的水位尺大樣圖；

圖6為本發明的三角形水位尺大樣圖；

圖7為本發明的算例附圖。