CN113324616A - 基于图像形成处理的水位监测系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了基于图像形成处理的水位监测系统及方法，包括监测模块、供电模块和数据终端，所述供电模块通过导线与监测模块连接，且数据终端与供电模块之间通过导线连接，所述监测模块包括视频图像采集单元、主控单元、数据处理单元和数据采集单元，所述视频图像采集单元用于采集水位图像，拍摄水位图片，所述主控单元用于负责检测模块的整体运行，所述数据处理单元接收所述原始图像。该种基于图像形成处理的水位监测系统及方法，采用太阳能电池板加可充电锂电池进行供电，相较于传统水位检测方法，电力保障更可靠，系统工作更稳定，绿色环保；将水位图片和水位值数据及时传送到数据终端，相较于传统水位检测方法，数据保存更为安全。
Description
技术领域
本发明涉及水位监测技术领域，具体为基于图像形成处理的水位监测系统及方法。
背景技术
传统的水位监测主要是在水中设置一个具有一定刻度的标杆，通过摄像头对标杆进行拍照，获取标杆和水面交汇区域的图像，然后通过人眼观察方式或者数字识别技术获取此时标杆上的刻度，这种方式对图像清晰度要求极高，极易出现测量不准确或无法得到测量结果。因此我们对此做出改进，提出基于图像形成处理的水位监测系统及方法。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提供了如下的技术方案：
本发明基于图像形成处理的水位监测系统，包括监测模块、供电模块和数据终端，所述供电模块通过导线与监测模块连接，且数据终端与供电模块之间通过导线连接，所述监测模块包括视频图像采集单元、主控单元、数据处理单元和数据采集单元，所述视频图像采集单元用于采集水位图像，拍摄水位图片，所述主控单元用于负责检测模块的整体运行，所述数据处理单元接收所述原始图像，并对所述原始图像进行处理，得到所述原始图像中的标志物图像以及水线边缘坐标，所述数据采集单元用于对采集到的水位数据和图像进行存储，并且将采集到的原始图像通过通讯设备发送至数据终端。
作为本发明的优选技术方案，所述供电模块采用太阳能供电模式，分别包括太阳能电池板、DC/DC转换器、蓄电池、MCU和充电控制单元，所述太阳能电池板的输出端连接在DC/DC转换器的输入端，所述DC/DC转换器与蓄电池连接，且DC/DC转换器的输出端连接有MCU，所述MCU的电压控制端连接在所述充电控制单元上。
作为本发明的优选技术方案，所述视频图像采集单元包括红外采集摄像头和标志物，所述红外采集摄像头用于对标志物进行拍照，并且得到原始图像，在所述标志物完全裸露时，所述标志物的高度方向完全呈现于图像采集装置采集的图像中，所述标志物用于置于待检测的水面上，用于辅助测量水位高度，基于所述标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度。
作为本发明的优选技术方案，所述数据处理单元包括交换机传输模块、PC端识别模块、Android案板识别模块和云服务器，所述交换机传输模块连接PC端识别模块和Android案板识别模块，所述PC端识别模块和Android案板识别模块分别与云服务器连接。
作为本发明的优选技术方案，所述数据终端包括数据展示单元，且数据展示单元分别与PC端识别模块和Android案板识别模块连接。
基于图像形成处理的水位监测方法，包括以下步骤：
步骤一：将标志物安装在待检测的水中，并且进行拍照，获得原始图像，基于模板图像，以及所述图像准算法，对所述原始图像进行处理，获得原始图像中的标志物图像；
步骤二：对原始图像进行处理，得到所述原始图像中的标志物图像以及水线边缘坐标；
步骤三：基于所述标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度；
步骤四：根据水位读数进行展示，并对提取结果进行监测处理。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤一中，在标志物完全暴露的时候，方便采集图像。
作为本发明的优选技术方案，所述步骤四中，根据监测的结果，将数据和图像传输到云服务器上，在通过数据终端展示。
本发明的有益效果是：该种基于图像形成处理的水位监测系统及方法，采用太阳能电池板加可充电锂电池进行供电，相较于传统水位检测方法，电力保障更可靠，系统工作更稳定，绿色环保；将水位图片和水位值数据及时传送到数据终端，相较于传统水位检测方法，数据保存更为安全，且能保留原始数据(水位图片)，可供后期深入研究继续使用；
基于所述标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度，可见，实时本发明实施例，可以通过图像识别和处理技术，识别标志物图像和水线边缘坐标即可确定水位高度，不需要读取标杆刻度，保证测量的精准性。
附图说明
图1是本发明基于图像形成处理的水位监测系统及方法的结构框图；
图2是本发明基于图像形成处理的水位监测系统及方法的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
实施例：如图1-2所示，本发明基于图像形成处理的水位监测系统，包括监测模块、供电模块和数据终端，供电模块通过导线与监测模块连接，且数据终端与供电模块之间通过导线连接，监测模块包括视频图像采集单元、主控单元、数据处理单元和数据采集单元，视频图像采集单元用于采集水位图像，拍摄水位图片，主控单元用于负责检测模块的整体运行，数据处理单元接收原始图像，并对原始图像进行处理，得到原始图像中的标志物图像以及水线边缘坐标，数据采集单元用于对采集到的水位数据和图像进行存储，并且将采集到的原始图像通过通讯设备发送至数据终端。
其中，供电模块采用太阳能供电模式，分别包括太阳能电池板、DC/DC转换器、蓄电池、MCU和充电控制单元，太阳能电池板的输出端连接在DC/DC转换器的输入端，DC/DC转换器与蓄电池连接，且DC/DC转换器的输出端连接有MCU，MCU的电压控制端连接在充电控制单元上。
其中，视频图像采集单元包括红外采集摄像头和标志物，红外采集摄像头用于对标志物进行拍照，并且得到原始图像，在标志物完全裸露时，标志物的高度方向完全呈现于图像采集装置采集的图像中，标志物用于置于待检测的水面上，用于辅助测量水位高度，基于标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度。
其中，数据处理单元包括交换机传输模块、PC端识别模块、Android案板识别模块和云服务器，交换机传输模块连接PC端识别模块和Android案板识别模块，PC端识别模块和Android案板识别模块分别与云服务器连接。
其中，数据终端包括数据展示单元，且数据展示单元分别与PC端识别模块和Android案板识别模块连接。
基于图像形成处理的水位监测方法，包括以下步骤：
步骤一：将标志物安装在待检测的水中，并且进行拍照，获得原始图像，基于模板图像，以及图像准算法，对原始图像进行处理，获得原始图像中的标志物图像；
步骤二：对原始图像进行处理，得到原始图像中的标志物图像以及水线边缘坐标；
步骤三：基于标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度；
步骤四：根据水位读数进行展示，并对提取结果进行监测处理。
其中，步骤一中，在标志物完全暴露的时候，方便采集图像。
其中，步骤四中，根据监测的结果，将数据和图像传输到云服务器上，在通过数据终端展示。
工作原理：采用太阳能电池板加可充电锂电池进行供电，相较于传统水位检测方法，电力保障更可靠，系统工作更稳定，绿色环保；将水位图片和水位值数据及时传送到数据终端，相较于传统水位检测方法，数据保存更为安全，且能保留原始数据(水位图片)，可供后期深入研究继续使用；
基于所述标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度，可见，实时本发明实施例，可以通过图像识别和处理技术，识别标志物图像和水线边缘坐标即可确定水位高度，不需要读取标杆刻度，保证测量的精准性。
最后应说明的是：在本发明的描述中，需要说明的是，术语“竖直”、“上”、“下”、“水平”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.基于图像形成处理的水位监测系统，包括监测模块、供电模块和数据终端，其特征在于，所述供电模块通过导线与监测模块连接，且数据终端与供电模块之间通过导线连接，所述监测模块包括视频图像采集单元、主控单元、数据处理单元和数据采集单元，所述视频图像采集单元用于采集水位图像，拍摄水位图片，所述主控单元用于负责检测模块的整体运行，所述数据处理单元接收所述原始图像，并对所述原始图像进行处理，得到所述原始图像中的标志物图像以及水线边缘坐标，所述数据采集单元用于对采集到的水位数据和图像进行存储，并且将采集到的原始图像通过通讯设备发送至数据终端。
2.根据权利要求1所述的基于图像形成处理的水位监测系统，其特征在于，所述供电模块采用太阳能供电模式，分别包括太阳能电池板、DC/DC转换器、蓄电池、MCU和充电控制单元，所述太阳能电池板的输出端连接在DC/DC转换器的输入端，所述DC/DC转换器与蓄电池连接，且DC/DC转换器的输出端连接有MCU，所述MCU的电压控制端连接在所述充电控制单元上。
3.根据权利要求1所述的基于图像形成处理的水位监测系统，其特征在于，所述视频图像采集单元包括红外采集摄像头和标志物，所述红外采集摄像头用于对标志物进行拍照，并且得到原始图像，在所述标志物完全裸露时，所述标志物的高度方向完全呈现于图像采集装置采集的图像中，所述标志物用于置于待检测的水面上，用于辅助测量水位高度，基于所述标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度。
4.根据权利要求1所述的基于图像形成处理的水位监测系统，其特征在于，所述数据处理单元包括交换机传输模块、PC端识别模块、Android案板识别模块和云服务器，所述交换机传输模块连接PC端识别模块和Android案板识别模块，所述PC端识别模块和Android案板识别模块分别与云服务器连接。
5.根据权利要求1所述的基于图像形成处理的水位监测系统，其特征在于，所述数据终端包括数据展示单元，且数据展示单元分别与PC端识别模块和Android案板识别模块连接。
6.基于图像形成处理的水位监测方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将标志物安装在待检测的水中，并且进行拍照，获得原始图像，基于模板图像，以及所述图像准算法，对所述原始图像进行处理，获得原始图像中的标志物图像；
步骤二：对原始图像进行处理，得到所述原始图像中的标志物图像以及水线边缘坐标；
步骤三：基于所述标志物图像和水线边缘坐标确定水位高度；
步骤四：根据水位读数进行展示，并对提取结果进行监测处理。
7.根据权利要求6所述的基于图像形成处理的水位监测方法，其特征在于，所述步骤一中，在标志物完全暴露的时候，方便采集图像。
8.根据权利要求6所述的基于图像形成处理的水位监测方法，其特征在于，所述步骤四中，根据监测的结果，将数据和图像传输到云服务器上，在通过数据终端展示。
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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