[发明专利]一种可视化光电追踪絮体的成像方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种可视化光电追踪絮体的成像方法，可用于实时监测水处理阶段的絮体生长变化情况。

背景技术

混凝剂投加的自动控制是水处理工艺中一个非常重要的环节，关系到出水水质的好坏和整个工艺的成本高低。如何根据水质变化及时确定混凝剂投加量是水处理技术中的重点和难点。近年来，以絮体等效直径作为特征参数来控制混凝剂的投加量成为混凝自动控制的有效手段。絮体的等效直径与出水浊度有良好的相关性，通过对絮体等效直径的监测可以掌握水处理出水水质，判断混凝剂投加量是否合适。

但是，目前对絮体等效直径的计算所依赖的检测手段不能满足实时跟踪絮体变化的要求，往往与实际相比处于滞后阶段。因此，优化絮体性状捕捉技术，把复杂的混凝絮体生长变化过程用直观的图像和精确的数据表达出来，实现混凝剂投加量的自动控制是今后的发展方向。

发明内容

为了弥补传统絮体等效直径计算时存在的问题，本发明提供了一种可视化光电追踪絮体成像的新方法。

一种可视化光电追踪絮体的成像方法，包括如下步骤：（1）设计将水下摄影机1与速度传感器2相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统；（2）在混凝反应器6中向原水中投加混凝剂，经过混凝搅拌阶段及静沉阶段，在此过程中利用设计的监测系统采集絮体图像信号；（3）将采集的图像信号传输到光电跟踪仪3，光电跟踪仪3同时与数据采集器4和图形工作站5连接，数据采集器4完成数据的存储、反馈后再将信号传输至图形工作站5，图形工作站5完成絮体图像的可视化编辑。

所述的水下摄影机为360度旋转式水下红外摄影机，具备一路视频输入功能。亮度、对比度均可进行同步调节，所有显示设置可通过遥控器进行调控。画面清晰，细腻能够精确捕捉絮体的变化情况。

所述的速度传感器为非接触式光电流速传感器，其稳定性较好，不易受外部噪声干扰，对测量电路无特殊要求，且结构简单，成本低，性能稳定可靠。

所述的光电跟踪仪为基于FPGA跟踪伺服器的光电跟踪仪，具有高精度、高集成度的优点，提高了实时絮体图像采集的敏感性。

所述的数据采集器连接检测仪器，实现检测仪器数字化，能够自动从光电跟踪仪中获取采集的数据，进行记录，分析计算，对采集结果进行自动判断，同时其具有一体性、机动性、体积小、重量轻等特点，适合现场数据整理、分析。

所述的图形工作站为Unix工作站，具有连续性工作时间长，采用计算机图像生成技术能较好地模拟絮体运动的动态行为过程等优势。

通过上述的可视化光电追踪絮体成像系统的开发可为絮体图像的采集、分析提供有力保障。对絮体分形维数的测定，分析絮体结构的变化趋势，模拟絮体动态特征变化规律，实现絮体生长的可视化提供技术支持。

本发明涉及一种可视化光电追踪絮体的成像方法研发，该方法实现了絮体图像采集的同步完成。同时，用水下摄影机和速度传感器代替了传统的图像采集所用的设备，不仅保证了絮体图像采集的质量，而且可实现多种类型、多种效果的模拟目标管理，静态目标与背景融合，动态目标三维效果与真实背景的融合等功能。

附图说明

附图为本发明一种可视化光电追踪絮体成像系统的流程示意图。

图中：1水下摄影机，2速度传感器，3光电跟踪仪，4数据采集器，5图形工作站，6混凝反应器。

具体实施方式

附图为本发明的一种具体实施例，该实施例包括水下摄影机1，三台水下摄影机1与速度传感器2相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统进行混凝反应器6中絮体的运动情况探测，将采集到的絮体运动信号传输到光电跟踪仪3，光电跟踪仪3同时与数据采集器4和图形工作站5连接，数据采集器4完成数据的存储、反馈后再将信号传输至图形工作站5，图形工作站5完成絮体图像的可视化编辑。

采用上述可视化光电追踪絮体成像系统的成像方法包括如下步骤：（1）设计将水下摄影机与速度传感器相连，作为实时跟踪混凝絮体的监测系统；（2）在混凝反应器中投加混凝剂，进行废水的混凝处理，经过混凝搅拌阶段及静沉阶段，利用设计的监测系统采集絮体图像信号；（3）将采集的图像信号传输到光电跟踪仪，光电跟踪仪同时与数据采集器和图形工作站连接，数据采集器完成数据的存储、反馈后再将信号传输至图形工作站，图形工作站完成絮体图像的可视化编辑。

生成的絮体图像同步性好，无延时，能够精确反映絮体的运动变化情况。