CN108888119B - 一种自动注水装置及注水控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动注水装置及注水控制方法，包括容器放置区、摄像头、超声波测距探头和控制器；所述摄像头对容器进行拍照并生成图像数据，发送至控制器；所述超声波测距探头向容器发射超声波，并根据接收到的反射超声波生成测距数据，发送至控制器；所述控制器从图像数据中提取出容器轮廓图像，根据图像中的容器顶面到容器底部的距离换算出实际的容器高度d；所述控制器根据测距数据计算出容器内的液面高度h，并在检测到d‑h≤设定阈值时，停止注水。采用本发明的技术计算容器高度，可以消除汤匙、搅拌棒等插入物对容器高度测量的影响，提高容器高度测量的准确性，减小液体外溢的概率，相比传统的红外传感器检测技术，结构简单，组装容易。

Description

一种自动注水装置及注水控制方法

技术领域

本发明属于注水设备技术领域，具体地说，是涉及一种可以根据容器高度自动控制注水量的装置及注水控制方法。

背景技术

在日常生活中，人们经常会遇到在使用杯子等容器在饮水机、冰吧、咖啡机等注水设备上接水或接咖啡时，由于分心或者判断失误等原因，造成液体溢出杯子，污染环境，浪费水资源等问题。

为了解决这一生活中常见的问题，在目前的某些注水设备上增设了用于检测容器高度以及容器内液面高度的检测装置。例如，申请号为201610109448.6的中国专利申请，公开了一种智能自动注水系统及方法，如图1所示，包括一个红外发射器10、多个红外接收器12和一个超声传感器20。其中，红外发射器10和红外接收器12用于检测容器高度，呈相对设置的位置关系，中间预留出容器放置区域，多个红外接收器12从低到高依次排列。当容器30放置在红外发射器10与红外接收器12之间时，红外接收器12接收到的信号由于受到容器30的遮挡而发生变化，通过探测这种变化可判断出容器30的高度。超声传感器20用于探测容器30中的液面高度，设置在容器放置区域的正上方。当液面高度等于容器高度时，自动控制水龙头开关40关闭或控制提示设备50发出提示信号，以防止液体溢出容器30。

现有注水设备在注水控制方面所存在的弊端主要体现在：

1、在测量容器高度时，需要使用多个红外接收器，不但结构设计复杂，增加了设备的组装难度，而且红外接收器之间的距离决定了容器高度的测量精度，红外接收器使用的数量越多，容器高度的测量精度就越高，但相应地，设备的结构和组装就更复杂。因此，出于结构设计和组装难度的考虑，红外接收器的使用数量不会太多，这就导致容器高度的测量精度不会很高。

2、采用红外技术检测容器高度，当容器中放置有汤匙、搅拌棒等物体时，由于汤匙和搅拌棒也会对红外线产生遮挡，因此，系统会将汤匙和搅拌棒的高度误认为是容器的高度，继而导致容器高度测量不准确，引起液体溢出容器的问题。而且，用户在接水时忘记将汤匙、搅拌棒等物体从杯中取出的情况时有发生，因此误判率较高，严重影响了注水设备的使用体验。

3、现有的注水设备都是在人工按下注水按钮后，才开始对放置在注水设备上的容器进行高度检测，待容器高度检测完毕后，才会打开水龙头开关向容器注水。这种控制方式会导致用户等待的时间较长，甚至可能会让用户产生设备故障的误解。

发明内容

本发明目的在于提供一种自动注水装置及注水控制方法，可以对容器的高度实现准确测量，进而减少液体外溢的概率。

为解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案予以实现：

在一个方面，本发明提出了一种自动注水装置，包括容器放置区、摄像头、超声波测距探头和控制器；其中，所述容器放置区用于放置容器，并安装有出水龙头；所述摄像头对放置在所述容器放置区中的容器进行拍照，并生成图像数据；所述超声波测距探头向放置在所述容器放置区中的容器发射超声波，并根据接收到的反射超声波生成测距数据；所述控制器接收所述摄像头输出的图像数据，从所述图像数据中去除掉背景数据，得到容器轮廓图像；从所述容器轮廓图像中识别出图像中的横断面，若所述横断面只有一个，则将所述横断面作为容器顶面；若所述横断面包括多个，则将高度为第二高的横断面作为容器顶面；然后根据图像中的容器顶面到容器底部的距离换算出实际的容器高度d；所述控制器接收超声波测距探头输出的测距数据，根据测距数据计算出容器内的液面高度h，并在检测到d-h≤设定阈值时，控制所述出水龙头关闭，停止注水。

为了识别出容器中是否放置有汤匙、搅拌棒等物体，以进一步提高容器高度测量的准确性，本发明设计所述控制器在识别出容器轮廓图像中包括多个横断面时，分别计算高度最高的横断面的宽度d1和高度为第二高的横断面的宽度d2；若3×d1<d2，则认为容器中放置有汤匙、搅拌棒等物体，此时，将高度为第二高的横断面作为容器顶面，计算容器高度d；若3×d1≥d2，则认为容器中放置的不是汤匙或搅拌棒，为避免发生液体溢出问题，优选设计控制器生成无法获取容器高度的结果，并输出报警，提醒用户注意，取出容器中的异物或改为手动注水方式，以提高注水控制的可靠性。

进一步的，所述容器放置区包括用于承载容器的台面、与所述台面呈相对位置关系的顶面以及位于所述台面和顶面之间的第一侧面和第二侧面；所述摄像头安装在所述第一侧面，拍摄方向正对所述第二侧面，所述第二侧面形成纯色背景板；所述超声波测距探头安装在所述顶面或位于所述台面的下方，且在竖直方向上与所述出水龙头的安装位置完全错开。

为了进一步提高容器高度计算的准确性，本发明在所述自动注水装置中还设置有透明的定位板，位于所述第一侧面与第二侧面之间，所述定位板与第二侧面之间的区域用于放置容器，且定位板用于抵靠容器，以限定容器的放置位置，使摄像头到容器的距离固定。由于摄像头到容器的距离已知，因此可以根据图像中的容器顶面到容器底部的距离准确地换算出容器的实际高度。

优选的，所述控制器在从接收到的图像数据中去除掉背景数据时，若容器为无色透明材质的容器，则所述控制器检测图像数据中的亮度信息，并获取纯色背景板的亮度值S0，选择亮度值S≥S0+△S的像素点作为容器所对应的像素点，形成容器轮廓图像；其中，△S为设定的亮度偏差值；若容器为非无色透明材质的容器，则所述控制器将所述纯色背景板所对应的图像数据作为背景数据，采用抠图法去除背景，获取容器轮廓图像。

为了缩短用户等待注水的时间，本发明在所述自动注水装置中还设置有分别与所述控制器相连的重力传感器和指令输入单元；所述控制器在通过重力传感器检测到有容器放入所述容器放置区时，首先启动摄像头拍照，获取容器高度，并在启动摄像头后等待接收指令输入单元发出的操作指令，若接收到注水指令，则在容器高度获取后控制出水龙头打开，向容器注水，并启动所述超声波测距探头检测液面高度；若未接收到注水指令或容器高度无法获取，则控制出水龙头保持关闭状态。

在另一方面，本发明还提出了一种注水控制方法，包括：利用摄像头对放置在容器放置区内的容器进行拍照，并生成图像数据；从所述图像数据中去除掉背景数据，得到容器轮廓图像；从所述容器轮廓图像中识别出图像中的横断面，若所述横断面只有一个，则将所述横断面作为容器顶面；若所述横断面包括多个，则将高度为第二高的横断面作为容器顶面；根据图像中的容器顶面到容器底部的距离换算出实际的容器高度d；利用超声波测距探头向放置在容器放置区中的容器发射超声波，并根据接收到的反射超声波生成测距数据；根据测距数据计算出容器内的液面高度h；在d-h≤设定阈值时，停止注水。

为了识别出容器中是否放置有汤匙、搅拌棒等物体，以进一步提高容器高度测量的准确性，所述注水控制方法还包括：当所述容器轮廓图像中包括多个横断面时，分别计算高度最高的横断面的宽度d1和高度为第二高的横断面的宽度d2；若3×d1<d2，则认为容器中放置有汤匙、搅拌棒等物体，此时，将高度为第二高的横断面作为容器顶面，计算容器高度d；若3×d1≥d2，则认为容器中放置的不是汤匙或搅拌棒，为避免发生液体溢出问题，生成无法获取容器高度的结果，并输出报警，提醒用户注意，取出容器中的异物或改为手动注水方式，以提高注水控制的可靠性。

为了便于获取容器轮廓图像，在所述容器放置区设置纯色背景板，并使所述摄像头的拍摄方向正对所述纯色背景板，由此通过摄像头获取到的图像数据，其背景数据即为纯色背景板的颜色数据，便于去除。在所述摄像头与纯色背景板之间设置透明的定位板，将容器放置在所述定位板与纯色背景板之间，且将容器抵靠于定位板，以确定摄像头到容器的距离。由于摄像头到容器的距离已知，因此可以根据图像中的容器顶面到容器底部的距离准确地换算出容器的实际高度。

进一步的，在所述从图像数据中去除掉背景数据，得到容器轮廓图像的过程中，若容器为无色透明材质的容器，则检测图像数据中的亮度信息，并获取纯色背景板的亮度值S0，选择亮度值S≥S0+△S的像素点作为容器所对应的像素点，形成容器轮廓图像；其中，△S为设定的亮度偏差值；若容器为非无色透明材质的容器，则将所述纯色背景板所对应的图像数据作为背景数据，采用抠图法去除背景，获取容器轮廓图像。

为了缩短用户等待注水的时间，优选利用重力传感器检测所述容器放置区内是否有容器放入，当检测到有容器放入容器放置区时，首先启动摄像头拍照，获取容器高度；在摄像头启动后，若接收到注水指令，则在容器高度获取后开始向容器注水，并启动所述超声波测距探头检测液面高度；若未接收到注水指令或容器高度无法获取，则不向容器注水。

与现有技术相比，本发明的优点和积极效果是：本发明利用摄像头对容器拍照，采用图像处理技术获取容器的轮廓图像，进而计算出容器的实际高度，由此可以消除汤匙、搅拌棒等插入物对容器高度测量的影响，提高容器高度测量的准确性，减小液体外溢容器发生的概率，节约资源，保护环境，且相比传统的红外传感器检测技术，结构简单，组装容易。此外，通过设置重力传感器，一旦容器放入容器放置区，立即启动摄像头测量容器高度，而不是等到用户按下注水按钮后再行测量，由此可以显著缩短用户等待注水的时间，改善用户的使用体验。

结合附图阅读本发明实施方式的详细描述后，本发明的其他特点和优点将变得更加清楚。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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是现有自动注水系统的一种实施例的结构示意图；

图2是本发明所提出的自动注水装置的一种实施例的结构示意图；

图3是图2所示自动注水装置中电控部分的一种实施例的电路原理框图；

图4是本发明所提出的注水控制方法的一种实施例的控制流程图；

图5是从图像数据中提取出的容器轮廓图像的一种示例图；

图6是从图像数据中提取出的容器轮廓图像的另一种示例图；

图7是从图像数据中提取出的容器轮廓图像的又一种示例图；

图8是从图像数据中提取出的容器轮廓图像的第四种示例图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式进行详细地描述。

如图2所示，本实施例的自动注水装置包括容器放置区100、出水龙头110、摄像头112、超声波测距探头113、控制器等主要组成部分。其中，容器放置区100用于放置液体盛装容器111，包括底面101、顶面102、第一侧面（例如左侧面）103、第二侧面（例如右侧面）104、或进一步包括内挡面105。所述底面101形成用于承载容器111的台面，所述顶面102与所述台面101呈上下相对的位置关系，出水龙头110可以安装在所述顶面102，也可以安装在内挡面105上且位于较靠上的位置。在出水龙头110上安装有阀门114，例如电磁阀等，控制器通过控制阀门114打开或者关闭，以控制注水过程的开启与结束。

所述第一侧面103和第二侧面104位于所述顶面102和台面101之间，且呈左右相对的位置关系。将摄像头112安装在其中一个侧面上，例如安装在第一侧面103上，且拍摄方向正对另一侧面。将另一侧面设计成纯色背景板，例如将第二侧面104设计成纯色背景板，颜色优选为RGB三基色的其中一种颜色。在将容器111放置到台面101上时，容器111刚好位于两个侧面103、104之间，利用摄像头112对容器111拍照，所获取的图片即为容器111和纯色背景板104所形成的图片。由于图片中背景颜色单一且已知，因此，很容易从图片中将背景部分去除，抠取出前景图像，即，容器111的轮廓图像，以用于容器111的高度计算。

考虑到摄像头112到容器111的距离不同，拍摄到的容器图像的缩放比例即不相同，由此会对容器高度的计算精度产生影响，为此，本实施例优选在所述第一侧面103与第二侧面104之间设置透明的定位板106，将定位板106与第二侧面104之间的区域作为放置容器111的区域，并且在将容器111放置到该区域时，让容器111接触或抵靠在定位板106上，由此便固定了摄像头112到容器111的距离D，且该距离D已知，再配合摄像头112的参数设置，即可计算出容器图像与实际容器之间的缩放比例，从而根据图像中的容器高度即可换算出容器111的实际高度，实现对容器111的高度测量。

所述超声波测距探头113用于检测容器111内注入的液体高度，可以安装在顶面102，也可以安装在台面101的下方，且与台面101上用于放置容器111的位置上下相对。在本实施例中，所述超声波测距探头113的安装位置在竖直方向上最好与出水龙头110的安装位置完全错开，以避免下降的水流对液位检测精度造成干扰影响。利用超声波测距探头113向容器111发射超声波，由于超声波在传播过程中，当遇到不同介质所形成的交界面时会发生反射，因此，通过采集反射回的超声波即可计算出不同交界面到超声波测距探头113的距离，实现测距功能。

为了在用户将容器111放置到台面101上后，能够立即启动摄像头112拍摄容器图像，计算容器高度，以缩短用户等待注水开始的时间，本实施例在所述台面101的下方还安装有重力传感器115，用于检测台面101的重量。在电路设计上，将所述重力传感器115连接至控制器，如图3所示，重力传感器115定时将检测到的重量数据发送至控制器，当控制器检测到台面101的重量超过设定阈值时，判定台面101上有容器111放置，生成控制信号首先启动摄像头112上电运行，对容器111进行拍照，并生成图像数据发送至所述控制器，以用于计算容器111的高度。控制器在控制摄像头112启动后，等待接收用户的注水指令，所述注水指令可通过设置在自动注水装置上的指令输入单元（例如按键、触摸显示屏、遥控接收器等）根据用户操作生成。当控制器接收到注水指令且已计算出容器高度d后，控制阀门114打开，通过出水龙头110向容器111注水，并控制超声波测距探头113上电运行，向容器111发射超声波，并根据接收到的反射超声波生成测距数据，发送至控制器。所述控制器根据接收到的测距数据，识别出其中代表容器内底到超声波测距探头113的距离数据以及液面到超声波测距探头113的距离数据，从而计算出容器111内的液面高度h。控制器定时检测液面高度h，当检测到d-h≤设定阈值时，例如h≤0.9×d时，向阀门114发出控制信号，关闭出水龙头110，以结束注水过程，避免液体外溢。由于本实施例设计自动注水装置，在用户发出注水指令前，就已开始测量容器高度，待用户发出注水指令时，容器高度几乎已计算完成，可以直接响应用户操作，开始注水，因此大大缩短了用户的等待时间，减少了用户误判的可能性。

下面结合图4，对本实施例的自动注水装置的注水控制方法进行详细阐述，具体包括以下过程：

S401、将盛装液体的容器111放置在容器放置区100的台面101上；

在放置容器111时，将容器111放置在定位板106与第二侧面104之间，且使容器111与定位板106相接触或相抵靠，以限定容器111的放置位置。

S402、利用重力传感器115对台面101上是否有容器111放置在其上进行检测，若检测到有容器111放入，则执行后续步骤；若无容器111放入，则系统进入休眠状态；

在本实施例中，所述重力传感器115实时检测台面101的重量，并生成重量数据发送至控制器。在台面101上无容器111放置在其上时，重力传感器115反馈的是台面101的重量数据。控制器将接收到的重量数据与其事先存储的台面重量值进行比较，若一致或偏差在设定范围内，则判定台面101上无容器111放置，控制系统进入休眠状态，以节约电能。当台面101上放置有容器111时，重力传感器115反馈的是台面101与容器111的重量总和。控制器将接收到的重量数据与其事先存储的台面重量值进行比较，若高出台面重量值超过设定阈值，则判定台面101上有容器111放置，执行后续自动注水过程。

S403、启动摄像头112对放置在台面101上的容器111进行拍照，获取图像数据；

在本实施例中，所述控制器在检测到台面101上有容器111放置在其上时，首先控制摄像头112启动，对放置在台面101上的容器111进行拍照，获取图像数据，并发送至所述控制器。

S404、从获取到的图像数据中提取出容器轮廓图像，计算容器高度d；

在本实施例中，所述控制器采用图像处理技术对接收到的图像数据进行处理，去除掉其中的背景数据，生成容器轮廓图像，如图5-图8所示。具体而言，在摄像头112所获取到的图像数据中包括容器111和纯色背景板104的图像，由于纯色背景板104所对应的图像数据已知，因此可以采用抠图法从摄像头112获取到的图像数据中去除背景，获得前景图像，即，容器轮廓图像。

考虑到有些容器采用无色的透明材质制成，在获取其图像数据时，很难仅通过颜色的差别抠取出其中的容器轮廓图像。基于这种情况，本实施例提出亮度对比法，即，通过控制器检测图像数据中的亮度信息，并获取纯色背景板的亮度值S0。由于透明物质在拍照时其亮度值会高于纯色背景板的亮度值，因此在获取到的图像数据中，位于图片外周部分的背景板的亮度较低，位于图片中间部位的容器的亮度较高。取图片外周数值较低的亮度值作为纯色背景板的亮度值S0，并设定亮度偏差值△S。所述亮度偏差值△S可根据经验确定具体取值。选择亮度值S≥S0+△S的像素点作为容器111所对应的像素点，形成容器轮廓图像。亮度值小于S0+△S的像素点作为背景图像，从图像数据中去除。

对于由非无色透明材质制成的容器，则可以采用上述的抠图法去除掉图像数据中的背景数据，以获取到容器轮廓图像。

在获取到的容器轮廓图像中，若容器111中未插入任何物体，则所述容器轮廓图像仅为容器111的轮廓，如图5、图7、图8所示；若容器111中插入有汤匙、搅拌棒等物体，则所述容器轮廓图像为容器111和插入物的轮廓，如图6所示。为了计算容器高度，需要准确地识别出容器的顶面和插入物的顶面，以避免将插入物的高度误认为容器高度，导致液体外溢问题。为此，本实施例首先对容器轮廓图像中的横断面进行识别，若容器轮廓图像中只有一个横断面，如图5、图7所示（图7中的容器轮廓虽然有收缩部分，但连续过度没有形成断面，因此其检测结果也是只有一个横断面），则该横断面即为容器的顶面。若容器轮廓图像中包括多个横断面，如图6、图8所示的容器轮廓图像包括两个横断面，则判定容器111中可能插入有汤匙、搅拌棒等物体。此时，可以将高度最高的横断面认为是插入物的顶面，将高度次之（第二高）的横断面认为是容器的顶面，以此来计算容器的高度。这种容器顶面的判断方式，对于图6所示的常规容器而言是准确的，但对于图8所示形状特殊的容器，则显然是不准确的。图8所示的容器具有一个阶梯面，高度最高的横断面是容器的顶面，但将高度次之的横断面作为容器的顶面，只会使计算出的容器高度比容器的实际高度略小，同样可以起到防止液体外溢的作用。

为了提高容器高度检测的准确性，对于容器轮廓图像中包含有多个横断面的情况，增加辅助判断条件，以识别出容器中的插入物，具体方法为：

分别计算高度最高的横断面的宽度d1和高度为第二高的横断面的宽度d2；

若3×d1<d2，则认为容器111中放置有汤匙、搅拌棒等物体。此时，将高度为第二高的横断面作为容器顶面；

若3×d1≥d2，则认为容器111中放置的不是汤匙或搅拌棒。为了避免发生液体溢出问题，本实施例通过控制器生成无法获取容器高度的检测结果，并输出报警，例如控制蜂鸣器鸣叫或者通过指示灯指示，以提醒用户注意，取出容器111中的异物或改为手动注水方式，以提高注水控制的可靠性。

在识别出容器顶面后，根据图像中的容器顶面到容器底部的距离d3，结合已知的图像缩放比例，即可换算出实际的容器高度d。

S405、在接收到用户输入的注水指令并待容器高度d计算完成后，打开出水龙头110，开始注水；

在本实施例中，控制器在启动摄像头112工作后，先不启动注水过程，直到接收到用户输入了注水指令并且容器高度d已计算完成后，才控制阀门114打开，通过出水龙头110向容器111注水。

S406、启动超声波测距探头113，检测容器111内的液面高度h；

在本实施例中，所述控制器在打开出水龙头110开始注水后，立即启动超声波测距探头113向容器111发射超声波，并接收超声波在传播至不同介质的交界面时反射回来的超声波，根据超声波的发射时刻和接收到反射超声波的时刻，结合超声波的传播速度，即可计算出超声波测距探头113到不同交界面的距离，进而生成测距数据，发送至所述控制器。所述控制器根据接收到的测距数据即可计算出容器111内的液面高度h。采用超声波测距探头113计算液面高度属于现有技术，在目前的大多数自动注水设备中普遍采用，因此，本实施例对此不做展开说明。

S407、当检测到d-h≤设定阈值时，停止注水；

为了进一步确保液体不会从容器111中溢出，可以预先配置设定阈值H，例如配置H=2cm或者H=0.1×d。当控制器检测到注入到容器111中的液体高度距离容器111的顶面还差2cm或者液面高度h=0.9×d，则控制器控制出水龙头110上的阀门114关闭，停止向容器111注水，达到防溢目的。

本实施例主要解决了注水过程中液体溢出容器的实际问题。在装置运行过程中，利用摄像头对容器的外轮廓进行采集，去除汤匙、搅拌棒等插入物对容器高度测量的影响，从而可以计算出容器的准确高度。同时，结合超声波测距探头测定容器内的液面高度，从而可以计算出容器顶面与容器中液面之间的距离，根据该距离控制注水过程的结束时刻，从而可以有效避免液体溢出，节约资源。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (9)

1.一种自动注水装置，其特征在于，包括：

容器放置区，其用于放置容器，并安装有出水龙头；所述容器放置区包括用于承载容器的台面、与所述台面呈相对位置关系的顶面以及位于所述台面和顶面之间的第一侧面和第二侧面；

摄像头，其安装在所述第一侧面，拍摄方向正对所述第二侧面，用于对放置在所述容器放置区中的容器进行拍照，并生成图像数据；

透明的定位板，其位于所述第一侧面与第二侧面之间，所述定位板与第二侧面之间的区域用于放置容器，且定位板用于抵靠容器，以限定容器的放置位置，使所述摄像头到容器的距离固定；

超声波测距探头，其向放置在所述容器放置区中的容器发射超声波，并根据接收到的反射超声波生成测距数据；

控制器，其接收所述摄像头输出的图像数据，从所述图像数据中去除掉背景数据，得到容器轮廓图像；从所述容器轮廓图像中识别出图像中的横断面，若所述横断面只有一个，则将所述横断面作为容器顶面；若所述横断面包括多个，则分别计算高度最高的横断面的宽度d1和高度为第二高的横断面的宽度d2，并在满足3×d1<d2条件时，将高度为第二高的横断面作为容器顶面；然后根据图像中的容器顶面到容器底部的距离换算出实际的容器高度d；所述控制器接收超声波测距探头输出的测距数据，根据测距数据计算出容器内的液面高度h，并在检测到d-h≤设定阈值时，控制所述出水龙头关闭，停止注水。

2.根据权利要求1所述的自动注水装置，其特征在于，所述控制器在识别出容器轮廓图像中包括多个横断面时，若3×d1≥d2，则无法获取容器高度，输出报警。

3.根据权利要求1所述的自动注水装置，其特征在于，

所述第二侧面形成纯色背景板；

所述超声波测距探头安装在所述顶面或位于所述台面的下方，且在竖直方向上与所述出水龙头的安装位置完全错开。

4.根据权利要求3所述的自动注水装置，其特征在于，所述控制器在从接收到的图像数据中去除掉背景数据时，

若容器为无色透明材质的容器，则所述控制器检测图像数据中的亮度信息，并获取纯色背景板的亮度值S0，选择亮度值S≥S0+△S的像素点作为容器所对应的像素点，形成容器轮廓图像；其中，△S为设定的亮度偏差值；

若容器为非无色透明材质的容器，则所述控制器将所述纯色背景板所对应的图像数据作为背景数据，采用抠图法去除背景，获取容器轮廓图像。

5.根据权利要求1至4中任一项所述的自动注水装置，其特征在于，还包括分别与所述控制器相连的重力传感器和指令输入单元；所述控制器在通过重力传感器检测到有容器放入所述容器放置区时，首先启动摄像头拍照，获取容器高度，并在启动摄像头后等待接收指令输入单元发出的操作指令，若接收到注水指令，则在容器高度获取后控制出水龙头打开，向容器注水，并启动所述超声波测距探头检测液面高度；若未接收到注水指令或容器高度无法获取，则控制出水龙头保持关闭状态。

6.一种注水控制方法，其特征在于，包括：

在容器放置区设置位于台面和顶面之间的第一侧面和第二侧面，在第一侧面与第二侧面之间设置透明的定位板；

在所述第一侧面安装摄像头，拍摄方向正对所述第二侧面；

利用摄像头对放置在所述定位板与第二侧面之间并抵靠在定位板上的容器进行拍照，并生成图像数据；

从所述图像数据中去除掉背景数据，得到容器轮廓图像；

从所述容器轮廓图像中识别出图像中的横断面，若所述横断面只有一个，则将所述横断面作为容器顶面；若所述横断面包括多个，则分别计算高度最高的横断面的宽度d1和高度为第二高的横断面的宽度d2，并在满足3×d1<d2条件时，将高度为第二高的横断面作为容器顶面；

根据图像中的容器顶面到容器底部的距离换算出实际的容器高度d；

利用超声波测距探头向放置在容器放置区中的容器发射超声波，并根据接收到的反射超声波生成测距数据；

根据测距数据计算出容器内的液面高度h；

在d-h≤设定阈值时，停止注水。

7.根据权利要求6所述的注水控制方法，其特征在于，当所述容器轮廓图像中包括多个横断面时，若3×d1≥d2，则无法获取容器高度，输出报警。

8.根据权利要求6所述的注水控制方法，其特征在于，

所述第二侧面为纯色背景板；

在所述从图像数据中去除掉背景数据，得到容器轮廓图像的过程中，若容器为无色透明材质的容器，则检测图像数据中的亮度信息，并获取纯色背景板的亮度值S0，选择亮度值S≥S0+△S的像素点作为容器所对应的像素点，形成容器轮廓图像；其中，△S为设定的亮度偏差值；若容器为非无色透明材质的容器，则将所述纯色背景板所对应的图像数据作为背景数据，采用抠图法去除背景，获取容器轮廓图像。

9.根据权利要求6至8中任一项所述的注水控制方法，其特征在于，利用重力传感器检测所述容器放置区内是否有容器放入，当检测到有容器放入容器放置区时，首先启动摄像头拍照，获取容器高度；在摄像头启动后，若接收到注水指令，则在容器高度获取后开始向容器注水，并启动所述超声波测距探头检测液面高度；若未接收到注水指令或容器高度无法获取，则不向容器注水。

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