[發明專利]水位測量方法、裝置、水尺及電子設備

有效

• 申請號: 202110494750.9
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113435442B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 夏平;王峰;任強;雷幫軍
• 申請（專利權）人: 三峽大學;湖北九感科技有限公司
• 主分類號: G06V10/25
• 分類號: G06V10/25;G06V10/24;G06V10/26;G06V10/82;G06N3/04
• 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

本發明提供一種水位測量方法、裝置、水尺及電子設備，水位測量方法包括：將水尺圖像輸入水尺位置識別模型，得到帶有水尺位置框的圖像；基于帶有水尺位置框的圖像，得到水尺位置框截圖；將水尺位置框截圖輸入水尺分割模型，得到水尺頭部圖像和水尺測量部圖像；基于水尺頭部圖像和水尺測量部圖像，得到水尺信息和水位數據；水尺位置識別模型為以水尺圖像為樣本，以預先確定的水尺圖像對應的帶有水尺位置框的圖像為樣本標簽訓練得到；水尺分割模型為以水尺位置框截圖為樣本，以預先確定的水尺位置框截圖對應的水尺頭部圖像和水尺測量部圖像為樣本標簽訓練得到。本發明提供的水位測量方法可實現水位的自動測量，并提高測量的實時性，準確性和全面性。

技術領域

本發明涉及水位測量技術領域，尤其涉及一種水位測量方法、裝置、水尺及電子設備。

背景技術

我國江河湖泊分布廣泛，而水尺作為測量水位的標尺，在我國水利監測領域發揮著重要的作用，可用于觀測地下水位和海洋潮汐水位的變化，其測量出的水位數值也可作為長江航道維護的重要參考指標，并指導過往船只合理載配，安全通行。在我國現有的數字航道條件下，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。

傳統水尺水位測量方法通過將人工觀讀的水位與自動水位站采集的水位進行比測，從而獲取最終水位。該方法一般分為觀讀、查閱水尺編號對應的水尺零點高程、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零點高程，將最終觀讀數據和零點高程相加，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，由于需要人工進行計算，容易出錯。

發明內容

本發明提供一種水位測量方法、裝置、水尺及電子設備，可以實現水位的自動測量，并且提高水位測量的實時性，準確性和全面性。

本發明提供一種水位測量方法，水位測量方法包括：

將水尺圖像輸入至水尺位置識別模型，得到帶有水尺位置框的圖像；

基于所述帶有水尺位置框的圖像，得到水尺位置框截圖；

將所述水尺位置框截圖輸入至水尺分割模型，得到水尺頭部圖像和水尺測量部圖像；

基于所述水尺頭部圖像和所述水尺測量部圖像，得到水尺信息和水位數據；

其中，所述水尺位置識別模型為，以所述水尺圖像為樣本，以預先確定的水尺圖像對應的帶有水尺位置框的圖像為樣本標簽，訓練得到；

所述水尺分割模型為，以所述水尺位置框截圖為樣本，以預先確定的水尺位置框截圖對應的水尺頭部圖像和水尺測量部圖像為樣本標簽，訓練得到。

根據本發明提供的水位測量方法，所述基于所述水尺頭部圖像和所述水尺測量部圖像，得到水尺信息和水位數據，包括：

基于所述水尺頭部圖像，在模板數據庫中查詢得到所述水尺信息；其中，所述模板數據庫中包含有水尺頭部與水尺信息的對應關系；

基于所述水尺測量部圖像中的圖案幾何特征以及水平面位置，得到所述水位數據。

根據本發明提供的水位測量方法，所述基于所述水尺測量部圖像中的圖案幾何特征以及水平面位置，得到所述水位數據，包括：