[发明专利]一种城市污水处理用曝气系统及控制方法

权利要求书

1.一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取曝气池内液体表层的液面图像；

基于所述液面图像，获取目标漂浮物的特征信息；

当所述特征信息满足设定阈值时，标记该目标漂浮物；

获取曝气池内液体表层以下的液下监控视频图像并抽取M帧的历史液下监控图像，遍历所有帧的历史液下监控图像并逆向跟踪被标记的目标漂浮物的运动轨迹，其中M为正整数；

当第N帧历史液下监控图像中目标漂浮物的特征信息不满足设定阈值且第(N-1)帧历史液下监控图像中目标漂浮物的特征信息满足设定阈值时，获取第(N-1)帧历史液下监控图像中目标漂浮物的位置信息，其中，N为正整数且N≤M；

基于第(N-1)帧历史液下监控图像中目标漂浮物的位置信息获取曝气口的位置信息并控制该曝气口的曝气量。

2.根据权利要求1所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，所述特征信息包括颜色信息。

3.根据权利要求2所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，获取特征信息包括以下步骤：

基于所述液面图像提取目标漂浮物的感兴趣区域；

提取目标漂浮物的轮廓区域并提取所述轮廓区域内每个像素点的RGB值。

4.根据权利要求3所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，标记目标漂浮物时包括以下步骤：

当所述RGB值满足设定阈值时，对所述轮廓区域进行灰度处理；

若所述轮廓区域边沿灰度值小于轮廓区域中部灰度值，标记该目标漂浮物为异常泡沫；

若所述轮廓区域边沿灰度值与轮廓区域中部灰度值相同，标记该目标漂浮物为浮泥。

5.根据权利要求3所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，标记目标漂浮物时包括以下步骤：

基于OpenCV获取目标漂浮物的轮廓曲线；

当所述轮廓曲线的圆滑度满足设定阈值时，标记该目标漂浮物为异常泡沫；

当所述轮廓曲线的圆滑度不满足设定阈值时，标记该目标漂浮物为浮泥。

6.根据权利要求3或权利要求4所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，所述RGB值的设定阈值为10≤R＝G＝B≤50，其中，R、G、B分别为每个像素点中红、绿、蓝三个颜色的亮度值。

7.根据权利要求1所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，所述液下监控图像信息包括摄取方向在水平面内正交的第一视觉图像信息和第二视觉图像信息。

8.根据权利要求7所述的一种城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，逆向跟踪所述目标漂浮物的运动轨迹时包括以下步骤：

在所述第一视觉图像信息的所有历史图像中建立第一二维坐标系；

获取每个历史图像中目标漂浮物的坐标值以获得目标漂浮物的第一运动点集；

在所述第二视觉图像信息的所有历史图像中建立第二二维坐标系，其中，第二二维坐标系的原点与第一二维坐标系的原点位于同一水平面内；

获取每个历史图像中目标漂浮物的坐标值以获得目标漂浮物的第二运动点集；

基于所述第一运动点集和所述第二运动点集获取目标漂浮物的三维运动点集；

对所述三维运动点集进行曲线拟合以获得目标漂浮物的运动轨迹。

9.一种城市污水处理用曝气控制系统，用于实现如权利要求1～8任一项所述的城市污水处理用曝气控制方法，其特征在于，包括：

曝气设备，所述曝气设备具有若干用于设于曝气池底的曝气口，每个所述曝气口内配置有电磁阀；

图像摄取组件，其用于摄取所述曝气池的液面表层图像以及液下图像；

处理器，所述处理器用于获取所述液面表层图像以及液下图像并根据液面表层图像以及液下图像确定与目标漂浮物对应的曝气口位置，并用于控制调节该曝气口内的电磁阀。

10.根据权利要求9所述的一种城市污水处理用曝气控制系统，其特征在于，所述曝气设备包括多个曝气装置，每个曝气装置用于为单个曝气池进行独立供气，所有的曝气装置内鼓风机的出风口分别通过第一支管、第二支管连通且每个出风口与第一支管、第二支管之间设有调压阀，所述第二支管配置有补偿鼓风机。