CN105547405A - 一种水位测量方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例公开了一种水位测量方法及系统，包括:接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像，提取所述图像中的水位尺信息，根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据，比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的水位信息。本发明通过设置多部摄像机分不同时刻同时对不同的水位尺进行图像采集，然后对采集的图像进行提取、处理操作，最后经过比较确定当前的水位信息，本发明的整个操作过程操作简便，受外界环境影响小，提高了水位测量的准确性。

Description

一种水位测量方法及系统

技术领域

本发明涉及水位测量技术领域，特别是涉及一种水位测量方法及系统。

背景技术

水位测量是通过水位测量装置中的水位尺实时对当前的水位进行测量，多用于水电站，水电站的上下游水位是防汛安全的重要数据，不同的水位不仅会影响机组安全稳定运行，也会直接关系到水电站的安全。

水位测量一般是通过人工观测的水位尺并进行记录，得知当前的水位值；但是纯人工检测的水位站，需要人员驻守，人工成本高，可靠性不稳定，有时会出现人为读数错位的情况，影响安全生产。针对于上述问题，研究出了多种水位测量装置测量水位值，例如：有细井式浮子水位计、斜井式浮子水位计、气泡式水位计、雷达或超声波水位计和压力式投入水位计等。

虽然上述水位测量装置可以对水位进行测量，但是普遍存在一定的问题，如浮子式水位计对安装的位置有要求，不能适合所有的测量场合；气泡式水位计价格昂贵，还需要定时补充气体；雷达式和超声波式水位计虽然安装方便，但是精度会受环境的影响；投入式水位站也很容易受到环境的影响，而且寿命短，可靠性不高。因此，上述水位测量装置都无法保证准确的获得水位数据，仍需要人工定时核实。

发明内容

本发明实施例中提供了一种水位测量方法及系统，以解决现有技术中的水位测量数据不准确的问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例公开了如下技术方案：

一种水位测量方法，所述方法包括:

接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像；

提取所述图像中的水位尺信息；

根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据；

比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的水位信息。

优选地，所述接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像，包括：

预设接收间隔时间T，所述间隔时间与摄像机的采集间隔时间相同；

接收多个摄像机第一时间拍摄的图像，经过时间T之后接收多个摄像机第二时间拍摄的图像。

优选地，所述提取图像中的水位尺信息，包括：

对第一时间获取的多张图像进行预处理，提取所述第一时间获取的图像对应的水位尺信息；

第一时间获取的图像预处理完毕后，对第二时间获取的图像进行预处理，提取所述第二时间获取的图像对应的水位尺信息。

优选地，所述根据水位尺信息获得不同时刻的水位数据，包括：

获取所述水位尺信息中的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线；

根据所述水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线，确定出所述第一时间、第二时间水位尺对应的水位刻度数据；

根据所述第一时间、第二时间获取的图像对应的多个水位刻度数据，对所述多个水位刻度数据取平均值，确定第一时间、第二时间的水位数据。

优选地，所述比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息，包括：

预设水位误差阈值；

比较所述第一时间和第二时间的水位数据；

如果所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值小于或等于所述水位误差阈值，则对所述第一时间和所述第二时间的水位数据取平均值，确定为当前时期的水位信息；或者，

如果所述所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值大于所述水位误差阈值，则继续获取后续时刻的水位数据，直至相邻两个时刻的水位数据差值小于或等于水位误差阈值。

一种水位测量系统，所述系统包括:

接收模块，用于接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像；

提取模块，用于提取所述接收模块接收的所述图像中的水位尺信息；

处理模块，用于根据所述提取模块提取的所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据；

确定模块，用于比较所述处理模块得到的不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。

优选地，所述接收模块包括：

第一预设单元，用于预设接收间隔时间；

接收单元，用于根据所述接收间隔时间接收多个摄像机拍摄的图像。

优选地，所述提取模块包括：

预处理单元，用于对所述图像进行预处理；

提取单元，用于根据所述预处理单元处理后的图像提取出不同时刻的水位尺信息。

优选地，所述处理模块包括：

获取单元，用于获取所述水位尺信息中的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线；

第一确定单元，用于根据所述获取单元获取的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线，确定所述第一时间、第二时间水位尺对应的水位刻度数据；

第二确定单元，根据所述第一确定单元获得的所述第一时间、第二时间对应的水位刻度数据，确定所述第一时间、第二时间的水位数据。

优选地，所述确定模块包括：

第二预设单元，用于预设水位误差阈值；

比较单元，用于比较所述第二确定单元确定出的第一时间和第二时间的水位数据；

第三确定单元，用于根据所述比较单元的比较结果确定出当前时期的水位信息。

由以上技术方案可见，本发明实施例提供的一种水位测量方法及系统，包括:接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像，提取所述图像中的水位尺信息，根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据，比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。本发明通过设置多部摄像机分不同时刻同时对不同的水位尺进行图像采集，然后对采集的图像进行提取、处理操作，最后经过比较确定当前的水位信息，本发明的整个操作过程操作简便，收外界环境影响小，提高了水位测量的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种水位尺信息采集设备的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种水位测量方法的流程示意图；

图3为本发明实施例提供的一种确定水位信息的方法流程示意图；

图4为本发明实施例提供的一种水位测量系统的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

参见图1，为本发明实施例提供的一种水位尺信息采集设备的结构示意图，如图1所示，所述水位尺信息采集设备包括摄像机2和处理设备3，所述摄像机2的采集端朝向水位尺1，所述水位尺1的刻度线均在所述摄像机2的视野范围内，所述摄像机2采集的图片信息通过数据传输网络或数据传输线传输给处理设备3。

因为在实际的水位测量工作中，水位尺1包含有多个，因此每个水位尺1都对应设置有摄像机2，每个摄像机2的采集时间间隔是一致的，且采集完的图片会同时传输给处理设备3。

参见图2，为本发明实施例提供的一种水位测量方法的流程示意图，所述方法包括：

S101，接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像；

预设接收间隔时间T，因为多个摄像机是同时进行图像采集的，且所述摄像机的图像采集间隔时间T非常短，如果所述摄像机的图像采集时间间隔T为0.1秒，则所述接收间隔时间T设置为0.1S，所述接收间隔时间T的设置是根据实际工作中摄像机的采集间隔时间具体设定的；

如果在第一时间所述摄像机采集到一组图片，接收第一时间的图像并存储，经过时间T之后接收多个摄像机第二时间拍摄的图像进行存储，所述第一时间和所述第二时间拍摄的图像必须单独进行存储，不能将不是同一时刻获取的图片存储到一起，因为每一个时刻获取的图片信息，是用来获取当前采集时间采集到的水位信息，如果将下一个时间的图片混淆到前一个时间里，会造成处理结果不准确。

上述中的第一时间和第二时间并不代表实际工作中，仅有两次采集的工作，实际工作中会有多个采集工作，相邻的两个采集点先后定义为第一时间和第二时间。

S102，提取所述图像中的水位尺信息；

因为接收到的第一时间的图像和第二时间的图像是单独存储的，且所述第一时间的图像要比第二时间的图像早到T的时间，所以当接收到第一时间获取的多张图像时，对第一时间的图像进行预处理，提取所述第一时间获取的图像对应的水位尺信息，所述处理方法可以采用边缘识别等图像处理方法，将图像中的水位尺轮廓信息、水位尺刻度线信息等都提取处理；

第一时间获取的图像预处理完毕后，对第二时间获取的图像进行预处理，提取所述第二时间获取的图像对应的水位尺信息。

S103，根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据；

获取经S102处理后的图像中所述水位尺刻度信息，所述水位尺包含有多条刻度线，找出与水平面线对应的水位尺刻度线，确定出所述第一时间、第二时间获取的图像中多个水位尺刻度线对应的水位刻度数据。

根据所述第一时间、第二时间获取的图像对应的多个水位刻度数据，对所述多个水位刻度数据取平均值，确定第一时间、第二时间的水位数据。

假设在实际测量中设置有5个水位尺，第一时间摄像机获取5张图像，经过处理后，获得这5张图像中的的水位尺分别测得的水位为2.0m、2.01m、2.02m、2.01m、2.01m，则第一时间的水位数据为上述5个数据之和的平均值，即2.01m。同理，获取第二时间的水位数据的方法与上述相同。

S104，比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息；

参见图3为本发明实施例提供的一种确定水位信息的方法流程示意图，所述方法为：

S1041，预设水位误差阈值；

因为水平面会受风、温度等一些因素的影响，因此不同的水位尺一般不会测得同样的水位值，实际测量中，可以根据当前水平面情况的不同设置不同的值。

S0142，比较所述第一时间与第二时间的水位数据差值与所述水位误差阈值的大小；

在S103中获得了第一时间和第二时间的水位数据，计算两个水位数据的差值，将所述差值与所述水位误差阈值进行比较，判断所述差值与所述水位误差阈值的大小。

S0143，如果所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值小于或等于所述水位误差阈值，则对所述第一时间和所述第二时间的水位数据取平均值，确定为当前时期的水位信息；

例如在S1041中设置的水位误差阈值为0.05m，第一时间获取的水位数据为2.03m，第二时间获取的水位数据为2.02m，因此所述所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值为0.01m，所述差值小于所述水位误差阈值，因此确定当前时期的水位信息为2.025m。

S1044，如果所述所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值大于所述水位误差阈值，则继续获取后续时刻的水位数据，直至相邻两个时刻的水位数据差值小于或等于水位误差阈值。

同样的如果在S1041中设置的水位误差阈值为0.05m，第一时间获取的水位数据为2.03m，第二时间获取的水位数据为2.10m，因此所述所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值为0.07m，所述差值大于所述水位误差阈值，此时可能的情况为水面受到了风的影响，此时应该继续获取后续时刻的水位数据，直至相邻两个时刻的水位数据差值小于或等于水位误差阈值。

由上述实施例可见，本发明实施例提供的一种水位测量方法，所述方法包括:接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像，提取所述图像中的水位尺信息，根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据，比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。所述方法通过设置多部摄像机分不同时刻同时对不同的水位尺进行图像采集，然后对采集的图像进行提取、处理操作，最后经过比较确定当前的水位信息，本方法的整个操作过程操作简便，受外界环境影响小，提高了水位测量的准确性。

与本发明提供的一种水位测量方法的实施例相对应，本发明还提供了一种水位测量系统的实施例。

参见图4，为本发明实施例提供的一种水位测量系统的结构示意图，如图4所示，所述系统包括：

接收模块201，用于接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像；

所述接收模块201包括第一预设单元和接收单元，所述第一预设单元，用于预设接收间隔时间；所述接收单元，用于根据所述接收间隔时间接收多个摄像机拍摄的图像。

提取模块202，用于提取所述接收模块接收的所述图像中的水位尺信息；

所述提取模块202包括预处理单元和提取单元，所述预处理单元，用于对所述图像进行预处理；所述提取单元，用于根据所述预处理单元处理后的图像提取出不同时刻的水位尺信息。

处理模块203，用于根据所述提取模块提取的所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据；

所述处理模块203包括获取单元、第一确定单元和第二确定单元；所述获取单元，用于获取所述水位尺信息中的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线；所述第一确定单元，用于根据所述获取单元获取的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线，确定所述第一时间、第二时间水位尺对应的水位刻度数据；所述第二确定单元，根据所述第一确定单元获得的所述第一时间、第二时间对应的水位刻度数据，确定所述第一时间、第二时间的水位数据。

确定模块204，用于比较所述处理模块得到的不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。

所述确定模块204包括第二预设单元、比较单元和第三确定单元，所述第二预设单元，用于预设水位误差阈值；所述比较单元，用于比较所述第二确定单元确定出的第一时间和第二时间的水位数据；所述第三确定单元，用于根据所述比较单元的比较结果确定出当前时期的水位信息。

由上述实施例可见，本发明实施例提供的一种水位测量系统，所述系统包括:接收模块201、提取模块202、处理模块203和确定模块204，所述接收模块201接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像，所述提取模块202提取所述图像中的水位尺信息，所述处理模块203根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据，所述确定模块204比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。所述水位测量系统通过图像采集，然后对采集的图像进行提取、处理操作，最后经过比较确定当前的水位信息，整个操作过程简便，受外界环境影响小，提高了水位测量的准确性。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

需要说明的是，在本文中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水位测量方法，其特征在于，所述方法包括:

接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像；

提取所述图像中的水位尺信息；

根据所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据；

比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。

2.根据权利要求1所述的水位测量方法，其特征在于，所述接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像，包括：

预设接收间隔时间T，所述间隔时间T与摄像机的采集间隔时间相同；

接收多个摄像机第一时间拍摄的图像，经过时间T之后接收多个摄像机第二时间拍摄的图像。

3.根据权利要求2所述的水位测量方法，其特征在于，所述提取图像中的水位尺信息，包括：

对第一时间获取的多张图像进行预处理，提取所述第一时间获取的图像对应的水位尺信息；

第一时间获取的图像预处理完毕后，对第二时间获取的图像进行预处理，提取所述第二时间获取的图像对应的水位尺信息。

4.根据权利要求3所述的水位测量方法，其特征在于，所述根据水位尺信息获得不同时刻的水位数据，包括：

获取所述水位尺信息中的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线；

根据所述水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线，确定出所述第一时间、第二时间水位尺对应的水位刻度数据；

根据所述第一时间、第二时间获取的图像对应的多个水位刻度数据，对所述多个水位刻度数据取平均值，确定第一时间、第二时间的水位数据。

5.根据权利要求4所述的水位测量方法，其特征在于，所述比较不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息，包括：

预设水位误差阈值；

比较所述第一时间和第二时间的水位数据；

如果所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值小于或等于所述水位误差阈值，则对所述第一时间和所述第二时间的水位数据取平均值，确定为当前时期的水位信息；或者，

如果所述所述第一时间和所述第二时间的水位数据差值大于所述水位误差阈值，则继续获取后续时刻的水位数据，直至相邻两个时刻的水位数据差值小于或等于水位误差阈值。

6.一种水位测量系统，其特征在于，所述系统包括：

接收模块，用于接收多个摄像机不同时刻拍摄的图像；

提取模块，用于提取所述接收模块接收的所述图像中的水位尺信息；

处理模块，用于根据所述提取模块提取的所述水位尺信息获得不同时刻的水位数据；

确定模块，用于比较所述处理模块得到的不同时刻的水位数据，确定当前时期的的水位信息。

7.根据权利要求6所述的水位测量系统，其特征在于，所述接收模块包括：

第一预设单元，用于预设接收间隔时间；

接收单元，用于根据所述接收间隔时间接收多个摄像机拍摄的图像。

8.根据权利要求7所述的水位测量系统，其特征在于，所述提取模块包括：

预处理单元，用于对所述图像进行预处理；

提取单元，用于根据所述预处理单元处理后的图像提取出不同时刻的水位尺信息。

9.根据权利要求8所述的水位测量系统，其特征在于，所述处理模块包括：

获取单元，用于获取所述水位尺信息中的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线；

第一确定单元，用于根据所述获取单元获取的水位尺刻度信息和水位尺对应的水平面线，确定所述第一时间、第二时间水位尺对应的水位刻度数据；

第二确定单元，根据所述第一确定单元获得的所述第一时间、第二时间对应的水位刻度数据，确定所述第一时间、第二时间的水位数据。

10.根据权利要求9所述的水位测量系统，其特征在于，所述确定模块包括：

第二预设单元，用于预设水位误差阈值；

比较单元，用于比较所述第二确定单元确定出的第一时间和第二时间的水位数据；

第三确定单元，用于根据所述比较单元的比较结果确定出当前时期的水位信息。