[發(fā)明專利]水位測量方法、裝置、水尺及電子設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110494750.9
• 申請日: 2021-05-07
• 公開（公告）號: CN113435442B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏平;王峰;任強(qiáng);雷幫軍
• 申請（專利權(quán)）人: 三峽大學(xué);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(chǎn)權(quán)代理有限公司 11002
• 代理人: 楊明月

本發(fā)明提供一種水位測量方法、裝置、水尺及電子設(shè)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(shù)據(jù)；水尺位置識別模型為以水尺圖像為樣本，以預(yù)先確定的水尺圖像對應(yīng)的帶有水尺位置框的圖像為樣本標(biāo)簽訓(xùn)練得到；水尺分割模型為以水尺位置框截圖為樣本，以預(yù)先確定的水尺位置框截圖對應(yīng)的水尺頭部圖像和水尺測量部圖像為樣本標(biāo)簽訓(xùn)練得到。本發(fā)明提供的水位測量方法可實(shí)現(xiàn)水位的自動測量，并提高測量的實(shí)時性，準(zhǔn)確性和全面性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及水位測量技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種水位測量方法、裝置、水尺及電子設(shè)備。

背景技術(shù)

我國江河湖泊分布廣泛，而水尺作為測量水位的標(biāo)尺，在我國水利監(jiān)測領(lǐng)域發(fā)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(shù)值也可作為長江航道維護(hù)的重要參考指標(biāo)，并指導(dǎo)過往船只合理載配，安全通行。在我國現(xiàn)有的數(shù)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(guān)系，從而影響水位采集的準(zhǔn)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(jìn)行比測，是提高自動水位站采集水位準(zhǔn)確率的最有效方法。

傳統(tǒng)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(jìn)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(yīng)的水尺零點(diǎn)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(nèi)完成，將多次觀讀結(jié)果中出現(xiàn)頻率最高的水位觀讀結(jié)果作為最終觀讀數(shù)據(jù)；然后根據(jù)水尺樁的編號查詢水尺樁的零點(diǎn)高程，將最終觀讀數(shù)據(jù)和零點(diǎn)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(shí)時采集的水位進(jìn)行比對，若兩者之間的誤差在預(yù)設(shè)范圍內(nèi)，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(shù)據(jù)越準(zhǔn)確，每次比測需要專業(yè)人員到現(xiàn)場觀讀，個別航道處轄區(qū)水位配布比較密，工作量較大，由于需要人工進(jìn)行計算，容易出錯。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種水位測量方法、裝置、水尺及電子設(shè)備，可以實(shí)現(xiàn)水位的自動測量，并且提高水位測量的實(shí)時性，準(zhǔn)確性和全面性。

本發(fā)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(shù)據(jù)；

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(yù)先確定的水尺圖像對應(yīng)的帶有水尺位置框的圖像為樣本標(biāo)簽，訓(xùn)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(yù)先確定的水尺位置框截圖對應(yīng)的水尺頭部圖像和水尺測量部圖像為樣本標(biāo)簽，訓(xùn)練得到。

根據(jù)本發(fā)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(shù)據(jù)，包括：

基于所述水尺頭部圖像，在模板數(shù)據(jù)庫中查詢得到所述水尺信息；其中，所述模板數(shù)據(jù)庫中包含有水尺頭部與水尺信息的對應(yīng)關(guān)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(shù)據(jù)。

根據(jù)本發(fā)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(shù)據(jù)，包括：