[發明專利]一種可視化液位檢測裝置及方法

有效

• 申請號: 202110318782.3
• 申請日: 2021-03-25
• 公開（公告）號: CN112798080B
• 公開（公告）日: 2021-06-25
• 發明（設計）人: 范鈞;呂國皎
• 申請（專利權）人: 成都工業學院
• 主分類號: G01F23/64
• 分類號: G01F23/64;H04N5/247
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提出了一種可視化液位檢測裝置及方法。該可視化液位檢測裝置及方法中的檢測裝置包含相機陣列及漂浮目標物；所述相機陣列由多臺相機在一維方向上排列而成；各相機拍攝圖像的左右方向與相機陣列的排列方向保持一致；各相機鏡頭光軸方向平行；所述漂浮目標物密度小于所測液體，能漂浮于其上，其顏色與所測液體存在明顯差異。該可視化液位檢測裝置及方法中的檢測方法為通過相機陣列對漂浮目標物進行拍攝，并依托漂浮目標物的視差信息，分別按步驟計算獲得漂浮目標物相對于各相機光軸的水平夾角、相機陣列到目標漂浮物距離在相機光軸方向的投影長度及漂浮目標物相對于相機陣列的垂直高度，即液面位置。

技術領域

本發明涉及光電技術，更具體地說，本發明涉及一種可視化液位檢測裝置及方法。

背景技術

傳統液位檢測裝置通常采用壓力傳感器、激光傳感器等對液位進行測量。如壓力傳感器置于液體底部時，通過水壓計算測量液位，激光傳感器通過向液面發射激光光束，并通過反射光對液面位置進行測量。以上檢測裝置并不能直觀反映液面狀況，且對傳感器的實際工作狀態無法體現。因此本發明提出了一種可視化液位檢測裝置及方法，其可以檢測液位高度并實時顯示液面狀況，便于使用者實時掌握檢測裝置工作情況。

發明內容

為解決傳統檢測裝置無法直觀反映液面位置狀況，且對檢測裝置是否正常工作無法實時掌握的問題，本發明提出了一種可視化液位檢測裝置。

該可視化液位檢測裝置包含相機陣列及漂浮目標物。

所述相機陣列由多臺相機在一維方向上排列而成；各相機拍攝圖像的左右方向與相機陣列的排列方向保持一致；各相機鏡頭光軸方向平行。

所述漂浮目標物密度小于所測液體，能漂浮于其上，其顏色與所測液體存在明顯差異。

所述相機陣列對漂浮目標物進行拍攝，并通過漂浮目標物在各相機所拍攝到的圖像中的位置，即視差信息，計算獲得漂浮目標物空間位置。因漂浮目標物與液面處于同一水平面，故而可測得液面位置。

相機陣列所采集到的圖像可以直接利用顯示器進行展示，以便于使用者實時掌握被檢測液面位置情況及檢測裝置工作狀態，當測量數值與直接在顯示器上顯示的液面位置存在明顯差異時，或顯示器上看到漂浮目標物沉沒時，檢測人員可以得知檢測裝置工作不正常，并便于及時修理、調整。

可選的，相機陣列中各相機之間的距離不同。

本發明采用以下方法進行液面檢測。

第一步，所述相機陣列中的相機對所述漂浮目標物進行拍照，測量所述漂浮目標物相對于各相機光軸的水平夾角。

第二步，利用各相機之間的水平距離，及所述漂浮目標物相對于各相機光軸的水平夾角計算相機陣列到目標漂浮物距離在相機光軸方向的投影長度D。具體的，設任意兩臺相機之間的水平距離為d，所述漂浮目標物相對于兩臺相機光軸的水平夾角分別為γ_i、γ_j，則。

第三步，在垂直方向上，利用所述漂浮目標物相對于相機光軸的垂直夾角α，相機陣列相對于水平方向的預傾角β及相機陣列到目標漂浮物距離在相機光軸方向的投影長度D，計算所述漂浮目標物相對于相機陣列的垂直高度H，即液面所在位置。具體的， 。

可選的，選擇其它的相機組合按照上述步驟，可同時得到多組的液面位置測量數據，排除誤差超過三倍標準差的數據組后，可通過求平均值的方法提高液面位置檢測的準確度。