[发明专利]一种基于开放空间的液位测量方法和装置以及设备

说明书

本发明公开了一种基于开放空间的液位测量方法，所述方法包括：每间隔t₁时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波；在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t₁；对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f；根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L；通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度。能够实现对开放空间的液位进行测量，并且能够在液面产生不同频率波动时，及时准确检测目标液位，进行高精度的检测目标液位的变化情况。

技术领域

本发明涉及液位测量技术领域，尤其涉及一种基于开放空间的液位测量方法和装置以及设备。

背景技术

随着城市化建设的快速发展，很多市政环境工程中需要及时准确地了解液位的变化情况，比如涵洞内液位变化、地下管廊液位变化等，从而采取及时高效的应对措施，以维护生命安全、减小经济损失。

而目前，液位测量广泛用于工业生产及运输过程，以密闭容器中的液位测量为主，而在市政环境工程等开放空间中应用较少。由于开放空间的复杂性，以及存在运动物体的干扰，对于开放空间的液位测量，无法通过容器壁获取液体的温度、压力等信息，而超声波的测量范围较小，无法对开放空间的液位进行高精度的测量。另外，由于开放空间的复杂性，液体存在自身流动、空气吹动、以及其他外物在液体中运动产生的波动等情况，使得液体在一定时间段内形成周期性波动。而对于液位的检测，需要排除液体的波动情况，获得及时准确的测量值。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提出一种基于开放空间的液位测量方法和装置以及设备，能够实现对开放空间的液位进行测量，并且能够在液面产生不同频率波动时，及时准确检测目标液位，进行高精度的检测目标液位的变化情况。

为实现上述目的，本发明提供一种基于开放空间的液位测量方法，所述方法包括以下顺序步骤：

每间隔t₁时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波；

在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t₁；

对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f；

根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L；

通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度。

优选的，所述在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，还包括：

利用滑窗的方式保存T时间内获取的所述液面高度集合。

优选的，所述根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L，包括：

当f∈[f_k，f_k+1]时，取滤波器长度L＝L_k，L_k通过分段约束方式得到，其中，L_k对应于频段[f_k，f_k+1]，k＝1，2，…，所述分段约束方式为根据实际环境所存在的波动频率，对波动频率的范围进行分段，并根据统计规律预先确定的；或者，

L通过线性关系L’＝r*f确定L为最接近的L’整数值，其中r表示为根据实际环境预先确定的统计系数。

优选的，所述通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合进行均值滤波，获取当前液位高度，还包括：