[发明专利]针对复杂环境的视觉传感水位测量系统

说明书

本发明涉及土木工程技术领域，尤其是一种针对复杂环境的视觉传感水位测量系统，包括数据挖掘模块，所述数据挖掘模块与照片信息判断模块实现信号连接，同时照片信息判断模块与数学模型构造模块实现信号连接，所述数学模型构造模块具体包括数据接收模块，数据接收模块将照片信息判断模块中的数据信息进行接收后，再将接收的数据信息传递至计算芯片模块中，同时计算芯片模块内部设置有SVM分类算法模块以及RGB向量图形计算模块，计算后的数据通过数据导出模块将数据导出。本发明利用图像RGB信息，在不损失图像信息的情况下，准确定位测量区域。

技术领域

本发明涉及土木工程技术领域，尤其涉及针对复杂环境的视觉传感水位测量系统。

背景技术

目前市面上使用的自动化水位测量设备，如浮子式水位计、压力式水位计，超声波水位计等，虽然使用范围较多，但它们相应弊端：浮子式需要建设量测井，同时绳索和轮盘存在打滑问题；压力式则是无法对泥沙含量较高的水体进行测量，压力探头容易受到泥沙淤积和磨损；超声波水位计无法处理存在漂浮物的水体；此外，这些设备还存在零飘、温飘影响，需要定期进行人工率定，在暴雨期几乎无法识别水位，复杂环境下的水位量测精度无法达到95％以上，这使得人工读数仍然是最可靠的水位测量技术。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在在复杂环境下的无法实现高精度水位实时和稳定的测量的缺点，而提出的一种针对复杂环境的视觉传感水位测量系统。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

设计针对复杂环境的视觉传感水位测量系统，包括数据挖掘模块，所述数据挖掘模块与照片信息判断模块实现信号连接，同时照片信息判断模块与数学模型构造模块实现信号连接，且数据模型构造模块与计算模块实现信号连接，所述数学模型构造模块具体包括数据接收模块，数据接收模块将照片信息判断模块中的数据信息进行接收后，再将接收的数据信息传递至计算芯片模块中，同时计算芯片模块内部设置有SVM分类算法模块以及RGB向量图形计算模块，用于对照片中的护具进行计算，计算后的数据通过数据导出模块将数据导出。

优选的，所述数据挖掘模块包括数据接发模块，数据接发模块将数据进行接受后，并将数据传递至中央处理模块中，咋中央处理模块中对数据处理后，通过数据风雷模块对数据进行分类以及通过数据清洗模块对数据进行清洗。

优选的，所述计算模块通过信号连接的方式实现与数据储存模块的连接。

优选的，所述数据储存模块包括数据转换模块，通过数据转换模块将来自计算模块中的数据信息进行转换，将转换后的数据通过数据压缩模块进行压缩，并通过无线传输模块将压缩后的数据信息传递至数据备份模块中进行备份。

优选的，所述照片信息判断模块利用识别算法对多帧图像进行处理，以实现复杂环境下的高精度水位实时和稳定的测量。

本发明还提供了一种针对复杂环境的视觉传感水位测量系统的操作方法，具体包括如下步骤：

S1、利用视觉传感的方式以及机器视觉原理，采用高精摄像头读取水池视频数据，水尺位置对图像进行预处理，确定测量位置；

S2、通过处理器对视频流的照片信息进行数据的挖掘，提取图像正负样本图片和基准点信息，并通过中央芯片判断照片中的特征值和边缘信号；

S3、构建数学模型，得到水面线位置；

S4、利用基准点计算得到水面线实际位置。

优选的，所述S3步骤中的构建数学模型具体包括借助于计算芯片模块，采用SVM分类算法原理，将识别问题转化为分类问题，利用分类间隔区别水面信息和背景信息，所得到的分类界面位置就是水面线所在位置，整个算法需要大量的水面和背景图片作为正负样本，以RGB作为向量进行图像信息计算，构建分类训练模型，在建立模型后先对样本进行预测，通过测试区域正负样本累积运算得到水位线的像素位置。