CN114719198B - 一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法及装置 - Google Patents

一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法及装置 Download PDF

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CN114719198B CN202210648329.3A CN202210648329A CN114719198B CN 114719198 B CN114719198 B CN 114719198B CN 202210648329 A CN202210648329 A CN 202210648329A CN 114719198 B CN114719198 B CN 114719198B
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    • Y02A20/15—Leakage reduction or detection in water storage or distribution

Abstract

本发明涉及用水管道渗漏检测技术领域，揭露了一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法及装置，包括：将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态，当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，所述待检测水引流至所述用水管道，利用渗噪波速计算所述渗噪波速的渗噪积分域，当所述渗噪积分域超过阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头，基于三维定位技术，利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，确定渗漏点并发出警报。本发明可智能化解决居民用水的水管道渗漏的定位不准确的问题。

Description

一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法及装置
技术领域
本发明涉及用水管道渗漏检测技术领域，尤其涉及一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法及装置。
背景技术
居民用水的管道渗漏检测，主要通过渗噪波速和三维定位技术联合确定渗漏点位。目前居民用水的水管道渗漏会给居民生活造成伤害，同时造成水资源的浪费。为改善此问题，需要进一步提升渗漏检测定位技术。
目前常用的居民用水的水管道渗漏检测方法主要有被动检测、负压检测、管内检测等，现有检测方法检测出来的结果与实际情况有一定差距，且无法准确定位渗漏位置。
发明内容
本发明提供一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法及装置，其主要目的在于解决居民用水的水管道渗漏定位不准确的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，包括：
将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态；
当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头；
利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位得到渗漏定位点；
根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
可选地，所述测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域，包括：
检测所述待检测水引流至所述用水管道时所产生的哨叫；
计算所述哨叫在所述用水管道所形成的涡流；
将所述哨叫及涡流作为预先构建的渗噪波速计算公式的入参，计算得到待检测水的所述渗噪波速；
利用互相关函数公式，对所述渗噪波速进行计算，得到所述渗噪积分域。
可选地，所述将所述哨叫及涡流作为预先构建的渗噪波速计算公式的入参，计算得到待检测水的所述渗噪波速，包括：
所述渗噪波速计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE001
其中，V表示所述渗噪波速，K代表所述涡流的体积，P表示所述涡流的密度，D表示所述用水管道的内径，E表示所述用水管道材料的杨氏弹性模量，e表示所述用水管道的管壁厚度，c表示所述哨叫的频率。
可选地，所述利用互相关函数公式，对所述渗噪波速进行计算，得到所述渗噪积分域，包括：
采用下述互相关函数公式计算所述渗噪积分域：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
Figure DEST_PATH_IMAGE003
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表示所述渗噪积分域，
Figure DEST_PATH_IMAGE005
所述用水管道的左侧滤波器，
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表示所述用水管道的右侧滤波器，
Figure DEST_PATH_IMAGE007
表示左侧滤波器的渗噪波速自变量，
Figure DEST_PATH_IMAGE008
表示左侧滤波器的渗噪波速自变量，v表示所述渗噪波速，
Figure DEST_PATH_IMAGE009
表示
Figure DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure DEST_PATH_IMAGE011
经过
Figure 745046DEST_PATH_IMAGE005
和
Figure 629389DEST_PATH_IMAGE006
滤波后的互功率谱密度，
Figure DEST_PATH_IMAGE012
表示
Figure 47863DEST_PATH_IMAGE010
、
Figure 841376DEST_PATH_IMAGE011
未经过滤波的互功率谱密度，e表示所述用水管道的管壁厚度。
可选地，所述利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图，包括：
利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，对所述用水管道及所述用水管道所在的地面位置的图片进行灰度化和二值化分割，得到所述用水管道及所述地面位置的分割图；
对所述分割图执行闭操作去噪处理，得到所述用水管道特征图及所述管道地面特征图。
可选地，所述利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道图执行渗漏定位，得到渗漏定位点，包括：
将所述管道地面特征图进行边缘检测，得到所述管道地面特征图的边缘点的X轴坐标及Y轴坐标；
将所述X轴坐标及Y轴坐标作为参考，对所述用水管道特征图按像素值换算为Z轴坐标；
利用预先构建的MATLAB循环语句读取所述X轴坐标、所述Y轴坐标、所述Z轴坐标，并将所述X轴坐标、所述Y轴坐标、所述Z轴坐标写入TXT表中，得到所述用水管道的渗漏区域的三维坐标；
根据所述三维坐标确定所述渗漏定位点。
可选地，所述将所述管道地面特征图进行边缘检测，得到所述管道地面特征图的边缘点的X轴坐标及Y轴坐标，包括：
预设所述管道地面特征图的横向卷积因子及所述管道地面特征图的纵向卷积因子；
对所述横向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的横向亮度差分近似值；
对所述纵向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的纵向亮度差分近似值；
将所述横向亮度差分近似值的最大值作为所述X轴坐标；
将所述纵向亮度差分近似值的最大值作为所述Y轴坐标。
可选地，所述预设所述管道地面特征图的横向卷积因子及所述管道地面特征图的纵向卷积因子，包括：
预设所述横向卷积因子及所述纵向卷积因子公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE013
Figure DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE015
表示所述横向卷积因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE016
表示所述纵向卷积因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE017
表示所述横向卷积因子的变量，
Figure DEST_PATH_IMAGE018
表示所述纵向卷积因子的变量。
可选地，所述对所述横向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的横向亮度差分近似值，包括：
获取所述管道地面特征图的原始亮度值；
根据如下平面卷积公式计算得到所述横向亮度差分近似值：
Figure DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE020
表示所述横向亮度差分近似值，
Figure DEST_PATH_IMAGE021
表示所述原始亮度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE022
表示所述横向卷积因子。
为了解决上述问题，本发明还提供一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方案装置，所述装置包括：
待检测水注入模块，将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态，当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
渗噪计算模块，测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
照片拍取模块，判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头，利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
三维定位模块，利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点；
渗漏警报模块，根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
相比于背景技术所述：常用的居民用水的水管道渗漏检测方法主要有被动检测、负压检测、管内检测等，检测出来的结果与实际情况有一定差距，且无法准确定位渗漏位置。本发明实施例可智能化解决居民用水的水管道渗漏的定位不准确的问题，将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态，当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道，因为考虑到所述待检测水的检测环境免受干扰，所以需要先将所述管道阀门和所述尾部阀门关闭，保证所述检测环境不受干扰，测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域，因为渗噪波速是在所述待检测水的发生渗漏时产生的，所以需要测试所述渗噪波速，判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头，利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图，因为利用所述用水管道特征图可以获得渗漏点位置，利用所述管道地面特征图可以得到渗漏点与地面的距离，所以需要用摄像头拍摄，利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点，根据所述渗漏定位点发出渗漏警报，因为居民用水若发生渗漏，将造成水资源的浪费，进一步地可危害居民的生活，所以需要发出渗漏警报来提醒居民。由此可见，整个水管道渗漏检测多为系统智能化模式，能够精准定位渗漏点，节约水资源，因此本发明提出的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以智能化解决居民用水的水管道渗漏的定位不准确的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法的流程示意图；
图2为图1实施例其中一个步骤的流程示意图；
图3为图1实施例另一个步骤的流程示意图；
图4为本发明一实施例提供的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方案装置的功能模块图；
图5为本发明一实施例提供的实现所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法的电子设备的结构示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本申请实施例提供一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法。所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法的执行主体包括但不限于服务端、终端等能够被配置为执行本申请实施例提供的该方法的电子设备中的至少一种。换言之，所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法可以由安装在终端设备或服务端设备的软件或硬件来执行，所述软件可以是区块链平台。所述服务端包括但不限于：单台服务器、服务器集群、云端服务器或云端服务器集群等。
实施例1：
参照图1所示，为本发明一实施例提供的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法的流程示意图。在本实施例中，所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法包括：
S1、将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态。
本发明实施例中，所述通水管道是为储存所述待检测水的管道，所述用水管道是居民家中的自来水管道。示例性的，需检测用户小张家的厨房的水管。
应了解的，所述管道阀门是连接在所述通水管道和所述用水管道中间，控制这二者的流通，所述尾部阀门控制所述用水管道。
可理解的是，所述待检测水属于液体，液体具有流动性，为保证所述待检测水在所述用水管道拥有正常的检测环境，免受其他外界因素干扰，方便后续完成检测，所以在检测开始之前，需要将所述管道阀门及尾部阀门保持关闭状态。
S2、当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道。
需解释的是，所述管道阀门打开，在水压的作用下，所述待检测水由所述通水管道进入所述用水管道，即进入所述居民用水的水管道检测环境中。
S3、测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域。
详细地，所述测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域，包括：
检测所述待检测水引流至所述用水管道时所产生的哨叫；
计算所述哨叫在所述用水管道所形成的涡流；
将所述哨叫及涡流作为预先构建的渗噪波速计算公式的入参，计算得到待检测水的所述渗噪波速；
利用互相关函数公式，对所述渗噪波速进行计算，得到所述渗噪积分域。
本发明实施例中，所述哨叫是指因压力的作用，而使所述用水管道接收所述待检测水时产生的声音。
可理解性的，所述涡流是指所述哨叫带动所述待检测水震动，从而引起所述待检测水旋转性运动。
进一步地，所述渗噪波速计算公式如下：
Figure DEST_PATH_IMAGE023
其中，V表示所述渗噪波速，K代表所述涡流的体积，P表示所述涡流的密度，D表示所述用水管道的内径，E表示所述用水管道材料的杨氏弹性模量，e表示所述用水管道的管壁厚度，c表示所述哨叫的频率。例如，所述涡流的体积为
Figure DEST_PATH_IMAGE024
，所述涡流的密度为
Figure DEST_PATH_IMAGE025
，所述用水管道的内径为5cm，所述杨氏弹性模量为0.1，所述管壁厚度为0.5cm，所述哨叫的频率为2hz，计算得到渗噪波速为
Figure DEST_PATH_IMAGE026
。
更进一步地，采用下述互相关函数公式计算所述渗噪积分域：
Figure DEST_PATH_IMAGE027
Figure DEST_PATH_IMAGE028
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE029
表示所述渗噪积分域，
Figure DEST_PATH_IMAGE030
所述用水管道的左侧滤波器，
Figure DEST_PATH_IMAGE031
表示所述用水管道的右侧滤波器，
Figure 600121DEST_PATH_IMAGE032
表示左侧滤波器的渗噪波速自变量，
Figure DEST_PATH_IMAGE033
表示左侧滤波器的渗噪波速自变量，v表示所述渗噪波速，
Figure 839603DEST_PATH_IMAGE034
表示
Figure 701249DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure DEST_PATH_IMAGE036
经过
Figure 181559DEST_PATH_IMAGE030
和
Figure 971922DEST_PATH_IMAGE031
滤波后的互功率谱密度，
Figure 72602DEST_PATH_IMAGE037
表示
Figure 970895DEST_PATH_IMAGE035
、
Figure 473420DEST_PATH_IMAGE036
未经过滤波的互功率谱密度，e表示所述用水管道的管壁厚度。
S4、判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头。
进一步地，当所述渗噪积分域的最小值大于所述阈值时，启动所述摄像头；
当所述渗噪积分域的最大值小于所述阈值、或所述渗噪积分域包含所述阈值，即所述渗噪积分域无法激发摄像头的启动，则所述摄像头继续保持关闭。
可理解的是，所述渗噪积分域的最小值大于所述阈值时，计算机获取到所述用水管道发生渗漏的提示，此时为获取渗漏的位置，则需要启动所述摄像头来拍摄渗漏位置。
本发明实施例中，所述阈值可设置为0.8或1。
示例性的，计算出小张家的用水管道的渗噪积分域为
Figure DEST_PATH_IMAGE038
，大于阈值0.8，所以可激活小张家的用水管道的摄像头。
S5、利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图。
详细地，参阅图2所示，所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图，包括：
S51、利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，对所述用水管道及所述用水管道所在的地面位置的图片进行灰度化和二值化分割，得到所述用水管道及所述地面位置的分割图；
S52、对所述分割图执行闭操作去噪处理，得到所述用水管道特征图及所述管道地面特征图。
本发明实施例中，所述灰度化是指将所述用水管道图片、地面位置的图片从彩色图变成灰色图；
详细地，所述二值化是指将所述灰度图的像素变成0或者255，此时只有黑或白的效果图，即为所述分割图。
应了解的，所述闭操作去噪，是对所述分割图消除干扰区域，去除所述分割图的噪点。
S6、利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点。
可理解地，参阅图3所示，利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点，包括：
S61、将所述管道地面特征图进行边缘检测，得到所述管道地面特征图的边缘点的X轴坐标及Y轴坐标；
S62、将所述X轴坐标及Y轴坐标作为参考，对所述用水管道特征图按像素值换算为Z轴坐标；
S63、利用预先构建的MATLAB循环语句读取所述X轴坐标、所述Y轴坐标、所述Z轴坐标，并将所述X轴坐标、所述Y轴坐标、所述Z轴坐标写入TXT表中，得到所述用水管道的渗漏区域的三维坐标；
S64、根据所述三维坐标确定所述渗漏定位点。示例性的，计算机获取到小张家的用水管道特征图，然后提取出其图的边缘点和特征，得到的X轴坐标为（2，0），Y轴坐标为（0，1），Z轴坐标为（1，1），将三者坐标写入TXT表中，得到的坐标为（2，1，1）。
应了解的是，所述边缘检测是对所述管道地面特征图的边缘提取特征信息。
更进一步地，所述将所述管道地面特征图进行边缘检测，得到所述管道地面特征图的边缘点的X轴坐标及Y轴坐标，包括：
预设所述管道地面特征图的横向卷积因子及所述管道地面特征图的纵向卷积因子；
对所述横向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的横向亮度差分近似值；
对所述纵向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的纵向亮度差分近似值；
将所述横向亮度差分近似值的最大值作为所述X轴坐标；
将所述纵向亮度差分近似值的最大值作为所述Y轴坐标。
本发明实施例中，所述预设所述管道地面特征图的横向卷积因子及所述管道地面特征图的纵向卷积因子，包括：
预设所述横向卷积因子及所述纵向卷积因子公式如下：
Figure 293740DEST_PATH_IMAGE013
Figure 616137DEST_PATH_IMAGE014
其中，
Figure 46682DEST_PATH_IMAGE039
表示所述横向卷积因子，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE040
表示所述纵向卷积因子，
Figure 764233DEST_PATH_IMAGE041
表示所述横向卷积因子的变量，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE042
表示所述纵向卷积因子的变量。
本发明实施例中，所述横向卷积因子、纵向卷积因子是计算机进行操作之前预设的参数因子。
再一次地，所述对所述横向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的横向亮度差分近似值，包括：
获取所述管道地面特征图的原始亮度值；
根据如下平面卷积公式计算得到所述横向亮度差分近似值：
Figure 752524DEST_PATH_IMAGE019
其中，
Figure 562217DEST_PATH_IMAGE043
表示所述横向亮度差分近似值，
Figure 100002_DEST_PATH_IMAGE044
表示所述原始亮度值，
Figure 398717DEST_PATH_IMAGE045
表示所述横向卷积因子。
同理可得到所述管道地面特征图的纵向亮度差分近似值。
本发明实施例中，所述原始亮度值设为0.2。
更进一步地，为确保所述渗漏定位点的位置数据的真实可靠，需要对所述三维坐标的点位置进行训练校正；
因此，在本发明实施例中，计算机获取到所述点位置的数据，在预构建的比对训练系统内，对所述管道地面特征图分成5个批次进行比对训练，当5个批次训练结束，且所述的比对训练系统内的损失函数不再下降，保持一个稳定的数据，此时训练校正结束，得到一个精确的渗漏定位点。
S7、根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
可理解地，当所述用水管道发生渗漏，利用所述摄像头进行拍摄并定位，计算机获得渗漏和定位点的信号，由此触发警报器，发出警报。
可示例性的，小张家的厨房水管发生细微的渗漏，由于计算机获取到所述渗漏和定位点的信号，立马发出警报声，提醒小张家的厨房水管发生渗漏，同时显示所述厨房水管的渗漏位置，此时，完成小张家的水管道渗漏检测和定位。
相比于背景技术所述：常用的居民用水的水管道渗漏检测方法主要有被动检测、负压检测、管内检测等，检测出来的结果与实际情况有一定差距，且无法准确定位渗漏位置。本发明实施例可智能化解决居民用水的水管道渗漏的定位不准确的问题，将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态，当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道，因为考虑到所述待检测水的检测环境免受干扰，所以需要先将所述管道阀门和所述尾部阀门关闭，保证所述检测环境不受干扰，测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域，因为渗噪波速是在所述待检测水的发生渗漏时产生的，所以需要测试所述渗噪波速，判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头，利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图，因为利用所述用水管道特征图可以获得渗漏点位置，利用所述管道地面特征图可以得到渗漏点与地面的距离，所以需要用摄像头拍摄，利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点，根据所述渗漏定位点发出渗漏警报，因为居民用水若发生渗漏，将造成水资源的浪费，进一步地可危害居民的生活，所以需要发出渗漏警报来提醒居民，由此可见，整个水管道渗漏检测多为系统智能化模式，能够精准定位渗漏点，节约水资源，因此本发明提出的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，可以智能化解决居民用水的水管道渗漏的定位不准确的问题。
实施例2：
如图2所示，是本发明一实施例提供的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方案装置的功能模块图，其可以实现实施例1中的监测方法。
本发明所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方案装置100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方案装置100可以包括待检测水注入模块101、渗噪计算模块102、照片拍取模块103、三维定位模块104、渗漏警报模块105。本发明所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
所述待检测水注入模块101，待检测水注入模块，将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态，当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
所述渗噪计算模块102，测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
所述照片拍取模块103，判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头，利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
所述三维定位模块104，利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点。
所述渗漏警报模块105，根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
详细地，本发明实施例中所述基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方案装置100中的所述各模块在使用时采用与上述的图1中所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法一样的技术手段，并能够产生相同的技术效果，这里不再赘述。
实施例3：
如图5所示，是本发明一实施例提供的实现微流控制芯片的水质检测方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线12，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如微流控制芯片的水质检测方法程序。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如：SD或DX存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡（Smart Media Card，SMC）、安全数字（SecureDigital，SD）卡、闪存卡（Flash Card）等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如微流控制芯片的水质检测方法程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器（Central Processing unit，CPU）、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心（Control Unit），利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块（例如微流控制芯片的水质检测方法程序等），以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线12可以是外设部件互连标准（peripheral component interconnect，简称PCI）总线或扩展工业标准结构（extended industry standard architecture，简称EISA）总线等。该总线12可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线12被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图5仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图5示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源（比如电池），优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口（如WI-FI接口、蓝牙接口等），通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器（Display）、输入单元（比如键盘（Keyboard）），可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED（Organic Light-Emitting Diode，有机发光二极管）触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的微流控制芯片的水质检测方法程序是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态；
当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头；
利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点；
根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1至图5对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读存储介质中。所述计算机可读存储介质可以是易失性的，也可以是非易失性的。例如，所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器（ROM，Read-Only Memory）。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序在被电子设备的处理器所执行时，可以实现：
将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，其中，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态；
当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头；
利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点；
根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块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。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
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限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述方法包括：
将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，所述用水管道尾部装有尾部阀门，所述管道阀门及所述尾部阀门均处于关闭状态；
当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头；
利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点；
根据所述渗漏定位点发出渗漏警报；
所述测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域，包括：
检测待检测水引流至所述用水管道时所产生的哨叫；
计算所述哨叫在用水管道所形成的涡流；
将所述哨叫及涡流作为预先构建的渗噪波速计算公式的入参，计算得到待检测水的所述渗噪波速；
利用互相关函数公式，对所述渗噪波速进行计算，得到所述渗噪积分域；
所述利用互相关函数公式对所述渗噪波速进行计算得到所述渗噪积分域，包括：
采用下述互相关函数公式计算所述渗噪积分域：
Figure 24991DEST_PATH_IMAGE002
Figure 225028DEST_PATH_IMAGE004
其中，
Figure 749550DEST_PATH_IMAGE006
表示所述渗噪积分域，
Figure 35038DEST_PATH_IMAGE008
表示所述用水管道的左侧滤波器，
Figure 53941DEST_PATH_IMAGE010
表示所述用水管道的右侧滤波器，
Figure 108484DEST_PATH_IMAGE012
表示左侧滤波器的渗噪波速自变量，
Figure 69487DEST_PATH_IMAGE014
表示右侧滤波器的渗噪波速自变量，v表示所述渗噪波速，
Figure 842271DEST_PATH_IMAGE016
表示
Figure 897820DEST_PATH_IMAGE018
、
Figure 72450DEST_PATH_IMAGE020
经过
Figure 938775DEST_PATH_IMAGE022
和
Figure 198855DEST_PATH_IMAGE024
滤波后的互功率谱密度，
Figure 559560DEST_PATH_IMAGE026
表示
Figure 588696DEST_PATH_IMAGE028
、
Figure 625922DEST_PATH_IMAGE030
未经过滤波的互功率谱密度，e表示所述用水管道的管壁厚度。
2.如权利要求1所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述将所述哨叫及涡流作为预先构建的渗噪波速计算公式的入参，计算得到待检测水的所述渗噪波速，包括：
所述渗噪波速计算公式如下：
Figure 107719DEST_PATH_IMAGE032
其中，V表示渗噪波速，K代表所述涡流的体积，P表示所述涡流的密度，D表示所述用水管道的内径，E表示所述用水管道材料的杨氏弹性模量，e表示所述用水管道的管壁厚度，c表示所述哨叫的频率。
3.如权利要求1所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图，包括：
利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，对所述用水管道及所述用水管道所在的地面位置的图片进行灰度化和二值化分割，得到所述用水管道及所述地面位置的分割图；
对所述分割图执行闭操作去噪处理，得到所述用水管道特征图及所述管道地面特征图。
4.如权利要求1所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点，包括：
将所述管道地面特征图进行边缘检测，得到所述管道地面特征图的边缘点的X轴坐标及Y轴坐标；
将所述X轴坐标及Y轴坐标作为参考，对所述用水管道特征图按像素值换算为Z轴坐标；
利用预先构建的MATLAB循环语句读取所述X轴坐标、所述Y轴坐标、所述Z轴坐标，并将所述X轴坐标、所述Y轴坐标、所述Z轴坐标写入TXT表中，得到所述用水管道的渗漏区域的三维坐标；
根据所述三维坐标确定所述渗漏定位点。
5.如权利要求4所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述将所述管道地面特征图进行边缘检测，得到所述管道地面特征图的边缘点的X轴坐标及Y轴坐标，包括：
预设所述管道地面特征图的横向卷积因子及所述管道地面特征图的纵向卷积因子；
对所述横向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的横向亮度差分近似值；
对所述纵向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的纵向亮度差分近似值；
将所述横向亮度差分近似值的最大值作为所述X轴坐标；
将所述纵向亮度差分近似值的最大值作为所述Y轴坐标。
6.如权利要求5所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述预设所述管道地面特征图的横向卷积因子及所述管道地面特征图的纵向卷积因子，包括：
预设所述横向卷积因子及所述纵向卷积因子公式如下：
Figure 908666DEST_PATH_IMAGE034
Figure 57888DEST_PATH_IMAGE036
其中，
Figure 266015DEST_PATH_IMAGE038
表示所述横向卷积因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE040
表示所述纵向卷积因子，
Figure DEST_PATH_IMAGE042
表示所述横向卷积因子的变量，
Figure DEST_PATH_IMAGE044
表示所述纵向卷积因子的变量。
7.如权利要求5所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述对所述横向卷积因子进行平面卷积，得到所述管道地面特征图的横向亮度差分近似值，包括：
获取所述管道地面特征图的原始亮度值；
根据如下平面卷积公式计算得到所述横向亮度差分近似值：
Figure DEST_PATH_IMAGE046
其中，
Figure DEST_PATH_IMAGE048
表示所述横向亮度差分近似值，
Figure DEST_PATH_IMAGE050
表示所述原始亮度值，
Figure DEST_PATH_IMAGE052
表示所述横向卷积因子。
8.一种基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测装置，用于实现如权利要求1-7任一项所述的基于渗噪积分域建模的管道渗漏智能检测方法，其特征在于，所述装置包括：
待检测水注入模块，将待检测水注入通水管道，所述通水管道通过管道阀门与用水管道连接，所述用水管道尾部装有尾部阀门，且所述管道阀门及尾部阀门均处于关闭状态，当所述通水管道注满所述待检测水时，打开所述管道阀门，将所述待检测水引流至所述用水管道；
渗噪计算模块，测试所述用水管道中的待检测水的渗噪波速，并计算所述渗噪波速的渗噪积分域；
照片拍取模块，判断所述渗噪积分域与预设渗噪波速的阈值大小关系，当所述渗噪积分域超过所述阈值时，激活所述尾部阀门的摄像头，利用所述摄像头拍摄所述用水管道及用水管道所在的地面位置，得到用水管道特征图及管道地面特征图；
三维定位模块，利用三维定位技术，将所述管道地面特征图作为参考点，对所述用水管道特征图执行渗漏定位，得到渗漏定位点；
渗漏警报模块，根据所述渗漏定位点发出渗漏警报。
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