[发明专利]采用图像视觉处理技术的水环境监测装置

权利要求书

1.一种水环境监测装置，其特征在于包括：

使用时上下分布的测量管，其下端口上设有照明装置并在使用时该下端口进入水面，测量管的上端口处设一摄像机，该摄像机适于拍摄所述测量管内的水面影像；

数字图像采集单元，适于将所述摄像机采集得的图像变换为数字图像；

与所述数字图像采集单元相连的计算机，该计算机存储有第一样本数据，所述第一样本数据适于记录各种水质的灰度值；所述第一样本数据是由所述水环境监测装置对已知的、不同水质的水进行逐一测量而获得；

所述计算机适于对所述数字图像进行灰度处理，以获得所述水面影像的灰度值，该灰度值与第一样本数据进行比对，得出水质情况；

所述测量管的在使用时位于水面下方的管壁上分布有多个通孔，且该测量管的底端封闭；在水面下方的管体上套设一分布有通孔的套管；

所述套管与一适于驱动该套管绕所述测量管转动的转动机构传动连接，该转动机构由一与所述摄像机相连的控制器控制，在不拍摄水面影像时，控制所述转动机构带动套管旋转以使所述测量管上的通孔和套管上的通孔分别相对，以使水流适于进出所述测量管；在拍摄水面影像时，控制所述转动机构带动套管旋转以使所述测量管上的通孔和套管上的通孔彼此错开，以防止外部光线进入所述测量管；

所述摄像机固定于所述测量管上，并使该测量管的上端口封闭，以避免外部光线从上端口进入该测量管。

2.一种根据权利要求1所述水环境监测装置的工作方法，其特征在于包括如下步骤：

（1）水面上固定有测量管，其下端口适于进入水面，上端口处设一摄像机，该摄像机拍摄所述测量管内的水面影像；

（2）所述水面影像通过数字图像采集单元转换为数字图像；

（3）与所述数字图像采集单元相连的计算机中存储有第一、第二样本数据，所述第一样本数据适于记录各种水质的灰度值，所述第二样本数据适于记录所述测量管内的水面影像的像素值与摄像机距离水面高度的对应表或计算式；

（4）所述计算机对所述数字图像进行灰度处理，以获得所述水面影像的灰度值，该灰度值与第一样本数据进行比对，得出水质情况；

（5）所述计算机计算出当前拍摄的所述测量管内的水面影像的像素值，并通过所述第二样本数据得出当前摄像机距离水面的高度，然后将所述摄像机的安装高度减去所述摄像机距离水面的高度，即获得水位值。

3.根据权利要求 2所述的水环境监测装置的工作方法，其特征在于：

所述步骤（5）包括：

a：所述数字图像经灰度处理后，采用MATLAB函数进行阈值分割处理以提取水面影像的边缘；

b：调用MATLAB库函数bwarea，以计算边缘提取后的水面影像的面积像素值。