[发明专利]基于计算机视觉的水质透明度测定系统及方法

说明书

本发明公开了一种基于计算机视觉的水质透明度测定系统，涉及水质监测领域，能够实现水体水质透明度的自动检测和实时测定传输，相对于传统人工肉眼对于赛氏罗盘进行深度观测获得水质透明度检测数据的方法来说，利用计算机视觉装置，可以代替人工肉眼进行重复高效的水质透明度测定活动，且可在远程数据中心进行水质透明度监测数据的分析和处理，实现了按时按需的在线自动测定，提高了水质透明度测定结果的可靠性和效率。本发明提供的基于计算机视觉的水质透明度测定方法，能够整合于水质的在线连续监测设备中，减少人工监测带来的误差，这对于湖泊的富营养化、养殖产业的水质调节等工作具有非常重要的指导意义。

技术领域

本发明属于水质监测领域，具体地说，涉及一种基于计算机视觉的水质透明度测定系统及方法。

背景技术

水质透明度表示水体清澈程度，是水利部国家行业标准指定需要测量的指标之一，常作为水产养殖、湖泊富营养化监测、海洋生态等领域的重要监测参数。通常情况下，水质透明度由水中浮游生物和悬浮物质的多少来反映，不适宜的水质透明度会影响浮游生物的生存环境。透明度越高，说明水体越瘦，水中浮游植物越少，光合作用越弱。而水体中的溶解氧绝大部分来自浮游植物的光合作用，光合作用弱会导致亚缺氧、低氧状态的出现，影响生产力。透明度越小，则说明水中浮游植物生物量过大，光照能力降低，水中溶解氧较少，水质容易恶化。另外，水质透明度还会受到泥沙、天气、季节、水平、昼夜等自然环境的影响。

如何有效测定水质透明度，对水质的监控具有重大意义。传统经典的测定方法有透明度计法以及透明度圆盘法。其中透明度计法适用于天然水和轻度污染水，而透明度圆盘法则适用于地面水的现场测定。这些传统的方法往往对于实施条件具有较高要求，例如使用测试设备的人员具有较好的视力，而且只能是离线观察，误差较大且不能做到实时测定，滞后性较大，严重影响了水体优化控制的时效性。尤其对于一些特殊的应用领域，比如水产养殖，若是不能做到在线、准确的水质透明度监测，将会产生大量的额外人力成本和经济成本，对应用的经济效益产生重大影响。

发明内容

针对上述存在的问题，本发明提供一种基于计算机视觉的水质透明度测定系统及方法，可以实时在线监测，为实际的透明度监测和后续优化工作提供一定的技术保障。

为实现上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明提供的基于计算机视觉的水质透明度测定系统，包括

赛氏罗盘，用于深入水体进行水质透明度测定；

计算机视觉装置，所述计算机视觉装置固定设置于所述赛氏罗盘的正上方，用于采集赛氏罗盘的图像数据；

处理装置，所述处理装置与所述计算机视觉装置通信连接，用于驱动采集并处理计算机视觉装置的图像数据，在线检测水质透明度数据；

数据中心，所述数据中心与所述处理装置通信连接，用于接收处理装置传输的实时水质透明度检测数据进行显示和/或数据分析。

本发明提供的基于计算机视觉的水质透明度测定系统，优选地，所述基于计算机视觉的水质透明度测定系统还包括：

防水背光层，所述防水背光层设置于所述赛氏罗盘1的上表面，用于在赛氏罗盘的白色圆盘区域放置补偿光源。

本发明提供的基于计算机视觉的水质透明度测定系统，优选地，所述补偿光源为自然光强度的面源白光；或者，

所述补偿光源为无红暴的红外线，所述计算机视觉装置上加载有感光器。

本发明提供的基于计算机视觉的水质透明度测定系统，优选地，所述基于计算机视觉的水质透明度测定系统还包括：

深度传感器，所述深度传感器设置于所述赛氏罗盘的下表面，用于计算机视觉装置观测不到赛氏罗盘时测量赛氏罗盘所处的水下深度；