[發明專利]一種低水流速檢測方法及電子設備

在審

• 申請號: 202211324411.7
• 申請日: 2022-10-27
• 公開（公告）號: CN115690154A
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發明（設計）人: 張鵬超;薛超;陳東亮;王汝杰;孫雅彬;李辰
• 申請（專利權）人: 天地偉業技術有限公司
• 主分類號: G06T7/246
• 分類號: G06T7/246;G06T7/80;G06V10/74
• 代理公司: 天津麥芽知識產權代理有限公司 12269
• 代理人: 姚遠方

本發明提供了一種低水流速檢測方法及電子設備，屬于水流測速的技術領域，解決了現有技術在低流速或水面特征較少的場景下存在流速檢測不精準的技術問題。一種低水流速檢測方法，包括：在不同變倍下對相機進行內參標定，得到變倍與內參參數的關系函數；對多幀連續圖像中每相鄰兩幀進行幀間稠密光流跟蹤，得到多對匹配特征點，基于多對匹配特征點生成多幀連續圖像中每個像素的運動軌跡；基于多幀連續圖像中每個像素的運動軌跡，取其首尾兩幀的匹配特征點依次進行斜率篩選及聚類篩選，得到篩選后的匹配特征點；基于變倍與內參參數的關系函數，將篩選后的匹配特征點的圖像坐標轉換為世界坐標。

技術領域

本發明涉及水流測速技術領域，尤其是涉及一種低水流速檢測方法及電子設備。

背景技術

隨著技術的進步與發展，視頻監控系統在水利水紋監控場景的應用越來越廣泛。中小河流的長期監測，特別是山區河流的水位、流速和流量等核心水流信息的獲取對于水紋監測和山洪的防治有著至關重要的作用，也是目前水紋監測工作中的重點。

現有的水流速檢測通常是通過漂浮法人為觀察，或者通過雷達流速儀，葉輪轉速，ADPC等方法進行測量，傳統方法在一些場景上的應用有較大的限制，實施可能存在極大的困難。相比之下，基于視頻的水流速檢測方法具有良好的環境魯棒性，易于實施，其通過對水面圖像進行處理，提取水面紋理特征并進行匹配，根據相機成像原理計算出特征點的物理距離以及幀間時間，計算出水面流速值，但是單純的特征點檢測匹配對于低流速下水面特征較少的場景檢測效果和精度較差。

因此，現有技術在低流速或水面特征較少的場景下存在流速檢測不精準的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種低水流速檢測方法及電子設備，以緩解了現有技術在低流速或水面特征較少的場景下存在流速檢測不精準的技術問題。

第一方面，本發明提供的一種低水流速檢測方法，包括：

在不同變倍下對相機進行內參標定，得到變倍與內參參數的關系函數；

對多幀連續圖像中每相鄰兩幀進行幀間稠密光流跟蹤，得到多對匹配特征點，基于多對匹配特征點生成多幀連續圖像中每個像素的運動軌跡；

基于多幀連續圖像中每個像素的運動軌跡，取其首尾兩幀的匹配特征點依次進行斜率篩選及聚類篩選，得到篩選后的匹配特征點；

基于變倍與內參參數的關系函數，將篩選后的匹配特征點的圖像坐標轉換為世界坐標，生成匹配特征點的世界坐標；

根據匹配特征點的世界坐標及視頻幀率，得到所有匹配特征點的運動速度，取所有匹配特征點的運動速度中間值作為水面流速。

進一步的，所述在不同變倍下對相機進行內參標定，得到變倍與內參參數的關系函數的步驟，包括：

采集不同變倍下的標定板圖像，計算不同變倍下的內參參數，得到多組變倍數據及其對應的內參參數；

對多組變倍數據及其對應的內參參數進行數據擬合，得到變倍與內參參數的關系函數。

進一步的，所述采集不同變倍下的標定板圖像，計算不同變倍下的內參參數，得到多組變倍數據及其對應的內參參數的步驟，包括：

采集標定板圖像；

基于標定板圖像，根據相機模型中世界坐標系、相機坐標系、圖像坐標系和像素坐標系的關系，計算當前變倍下的內參參數f_x，f_y，u₀，v₀；

判斷是否得到全部變倍下的內參參數；、

若是，則生成多組變倍數據及其對應的內參參數；

若否，則調節變倍，返回采集標定板圖像的步驟。