CN110672563A - 一种适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法 - Google Patents

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刘磊
王宇峰
田平
黄燕
王荣荣
沈知力
卓未龙
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    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01N—INVESTIGATING OR ANALYSING MATERIALS BY DETERMINING THEIR CHEMICAL OR PHYSICAL PROPERTIES
    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N21/59—Transmissivity
    • G—PHYSICS
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    • G01N21/00—Investigating or analysing materials by the use of optical means, i.e. using sub-millimetre waves, infrared, visible or ultraviolet light
    • G01N21/17—Systems in which incident light is modified in accordance with the properties of the material investigated
    • G01N2021/1765—Method using an image detector and processing of image signal

Abstract

本发明涉及智慧水环境领域。目的是提供一种检测效率高、实时性强的水体透明度的图像自动识别检测方法。技术方案是：一种适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法，包括：1)在水质监测点用水位计测量水位高度，获得数据；2)在水质监测点竖直固定一带有塞氏盘的螺纹杆件；所述塞氏盘通过设置在其中心的螺母可转动地定位在螺纹杆件上；在塞氏盘的两边安装有竖直固定的导轨，所述塞氏盘的边沿设置有与导轨滑动配合的滑块；另在岸边设置一对准塞氏盘的高清摄像头；3)驱动塞氏盘使其在螺纹杆件绕自身轴线转动的同时由螺纹杆件底端往水面上升；每旋转一定转数由高清摄像头采集其图像，直至塞氏盘转动至水面。

Description

一种适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法
技术领域
本发明涉及智慧水环境领域，具体是一种适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法。
背景技术
水体透明度是判别水体质量和水体富营养化程度的重要指标，也是判别水质等级、水体营养级别、水体初级生产力的重要依据。传统的水体透明度检测方法包括铅字法、十字法、塞氏盘法及光度学透明度测量法。其中塞氏盘法以其操作简单、测量范围大的特点，被广泛用于水体透明度的监测。
近年来，随着无线传感网络和无线通信技术的发展，水质监测开始向远程化、自动化、智能化为主的监测方向发展。水体透明度作为水质监测的一项重要指标，实现其远程化、自动化、智能化的监测有助于提高水质监测效率，帮助有关部门及时获取连续性的水质监测数据。
发明内容
发明的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种检测效率高、实时性强的水体透明度的图像自动识别检测方法。
发明提供的技术方案是：
一种适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法，包括：
1)在水质监测点用水位计测量水位高度，获得数据；
2)在水质监测点竖直固定一带有塞氏盘的螺纹杆件；所述塞氏盘通过设置在其中心的螺母可转动地定位在螺纹杆件上；在塞氏盘的两边安装有竖直固定的导轨，所述塞氏盘的边沿设置有与导轨滑动配合的滑块；另在岸边设置一对准塞氏盘的高清摄像头；
3)驱动塞氏盘使其在螺纹杆件绕自身轴线转动的同时由螺纹杆件底端往水面上升；每旋转一定转数由高清摄像头采集其图像，直至塞氏盘转动至水面；
4)将所有图像传至终端，检测塞氏盘图像可见性；计算在可见塞氏盘图像时其累计旋转的最小转数，转换为此时塞氏盘至杆件底部的距离；由水位高度与塞氏盘至杆件底部距离之差得出水体透明度。
步骤4)中，此时塞氏盘至杆件底部的距离，为可见塞氏盘图像时累计旋转的最小转数与螺纹杆件的导程之积。
本发明的原理是：塞氏盘在竖直布置的螺纹杆件上，沿着螺纹由水底旋转上升至刚可见塞氏盘图像时的位置，此时塞氏盘至水面的距离就是水体透明度；因此水体透明度为水位高度数据，减去刚可见塞氏盘图像时塞氏盘至水底的距离；而刚可见图像时塞氏盘至水底的距离，等于塞氏盘从水底到刚可见塞氏盘图像时累计旋转的转速(即可见塞氏盘图像时累计旋转的最小转数)与螺纹杆件的导程之积。
本发明的有益效果是：所提供的水体透明度检测方法，通过图像识别来实现水体透明度的监测结果，有助于提高水质监测效率，获取连续的水体透明度监测数据。
附图说明
图1为本发明的主视示意图。
图2为本发明的俯视示意图(图中省略摄像头1，螺母4，电机7)。
其中：
1—高清摄像头；2—螺纹杆件；3—塞氏盘；4—螺母；5—导轨；
6—水位计；7—电机
具体实施方式
以下参照附图所示实施对本发明进一步详细说明。
如图1所示，该水体透明度检测方法包括如下步骤：
1、获取水位高度(即水深)
通过水位计6获取当前水位高度，并将数据传输至终端，本实施例中，水位高度为2.3m。
2、在水质监测点设置装置
在水质监测点设置高清摄像头1、螺纹杆件2(螺纹杆件的两端通过带有轴承的支架可转动地竖直定位在水质监测点)、塞氏盘3、竖直固定的导轨5、电机7；塞氏盘通过其中心设置的螺母4与螺纹杆件配合连接，且塞氏盘的两侧边沿设置有两个滑块，该两个滑块与竖直固定在塞氏盘两边的导轨滑动配合(以使螺纹杆件转动时，塞氏盘只是上升运动，而不发生转动)；塞氏盘的初始位置在杆件底部；电机7也安装在杆件底部位置，并通过传动部件(优选齿轮组；图中省略传动部件)来驱动螺纹杆件。杆件螺纹导程为40mm，高度为3m；高清摄像头设置时需确保其可垂直于塞氏盘采集图像。
3、采集塞氏盘图像
螺纹杆件每旋转5圈采集一个图像，所采集图像从A开始编码，并关联旋转转数；塞氏盘上升至水面后，停止采集图像；控制塞氏盘复位至初始位置；将所采集图像传输至终端，本实施例中，共采集12个图像。
4、分析塞氏盘图像可见性
分析传回终端的塞氏盘图像的可见性，并找出关联最小旋转圈数的可见塞氏盘图像(即塞氏盘从水底到刚可见塞氏盘图像时累计旋转的圈数)，水体透明度＝水位高度-导程×可见塞氏盘图像时的最小累计旋转圈数。本实施例中，可见塞氏盘图像的最小累计旋转圈数为45(小于45圈则塞氏盘图像看不见)，最终计算得到的水体透明度为0.5m。

Claims (2)

1.一种适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法，包括：
1)在水质监测点用水位计(6)测量水位高度，获得数据；
2)在水质监测点竖直固定一带有塞氏盘(3)的螺纹杆件(2)；所述塞氏盘通过设置在其中心的螺母(4)可转动地定位在螺纹杆件上；在塞氏盘的两边安装有竖直固定的导轨(5)，所述塞氏盘的边沿设置有与导轨滑动配合的滑块；另在岸边设置一对准塞氏盘的高清摄像头(1)；
3)电机(7)驱动螺纹杆旋转，将力传动到螺母上，螺母带动塞氏盘沿着固定导轨从螺纹杆件底端往水面上升；每旋转一定转数由高清摄像头采集其图像，直至塞氏盘转动至水面；
4)将所有图像传至终端，检测塞氏盘图像可见性；计算在可见塞氏盘图像时其累计旋转的最小转数，转换为此时塞氏盘至杆件底部的距离；由水位高度与塞氏盘至杆件底部距离之差得出水体透明度。
2.根据权利要求1所述的适用于智慧水环境透明度图像识别检测方法，其特征在于：步骤4)中，此时塞氏盘至杆件底部的距离，为可见塞氏盘图像时累计旋转的最小圈数与螺纹杆件的导程之积。
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