[发明专利]一种基于图像识别技术的液位检测装置及方法

权利要求书

1.一种基于图像识别技术的液位检测装置，其特征在于，所述装置包括：容器、摄像机、光源和图像识别系统；

所述容器为倒置的圆台；摄像机和光源均设置在所述圆台的下底面上方；

所述摄像机的信号输出端与图像识别系统连接，所述摄像机用于拍摄包含光源照射下的容器顶部敞口、容器内部待测液体液面以及容器顶部敞口和容器内部待测液体液面之间的容器内壁的液位检测图像，并将所述液位检测图像传输至图像识别系统；

所述图像识别系统用于根据所述液位检测图像确定待测液体的液位。

2.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的液位检测装置，其特征在于，所述容器内壁与待测液体液面对所述光源的反射特性不同。

3.根据权利要求1所述的基于图像识别技术的液位检测装置，其特征在于，所述摄像机竖直布置于容器正上方，所述摄像机的镜头方向正对容器中轴线。

4.一种基于如权利要求1-3任一项所述的液位检测装置的液位检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取包含光源照射下的容器顶部敞口、容器内部待测液体液面以及容器顶部敞口和容器内部待测液体液面之间的容器内壁的液位检测图像；

将所述液位检测图像输入训练好的YOLO-v3检测模型，输出容器顶部敞口的外接矩形的位置坐标和待测液体液面的外接矩形的位置坐标；

根据容器顶部敞口的外接矩形的位置坐标、待测液体液面的外接矩形的位置坐标和容器的尺寸参数，确定待测液体的液位。

5.根据权利要求4所述的液位检测方法，其特征在于，所述获取包含光源照射下的容器顶部敞口、容器内部待测液体液面以及容器顶部敞口和容器内部待测液体液面之间的容器内壁的液位检测图像，之前还包括：

获取容器中液体样本在不同液位时的包含光源照射下的容器顶部敞口、容器内部液体样本液面以及容器顶部敞口和容器内部液体样本液面之间的容器内壁的液位检测图像样本；

确定每个液位检测图像样本中容器顶部敞口的外接矩形的位置坐标和液体样本液面的外接矩形的位置坐标；

以不同液位时的液位检测图像样本为输入量，以每个液位检测图像样本中容器顶部敞口的外接矩形的位置坐标和液体样本液面的外接矩形的位置坐标为输出量，构建训练样本集；

利用所述训练样本集对YOLO-v3检测模型进行训练，获得训练好的YOLO-v3检测模型。

6.根据权利要求5所述的液位检测方法，其特征在于，所述以不同液位时的液位检测图像样本为输入量，以每个液位检测图像样本中容器顶部敞口的外接矩形的位置坐标和液体样本液面的外接矩形的位置坐标为输出量，构建训练样本集，之前还包括：

对不同液位时的液位检测图像样本进行尺寸归一化和修复处理。

7.根据权利要求6所述的液位检测方法，其特征在于，所述修复处理，具体包括：

获取每个液位检测图像样本的平均亮度，并判断每个液位检测图像样本的平均亮度是否大于亮度阈值，获得第一判断结果；

若所述第一判断结果表示否，则将平均亮度小于或等于亮度阈值的液位检测图像样本输入Enlighten GAN进行增强，获得增强后的液位检测图像样本；

若所述第一判断结果表示是，则对平均亮度大于亮度阈值的液位检测图像样本做自适应直方图均衡和伽马校正，获得校正后的液位检测图像样本。