[发明专利]一种基于图像识别的排水管网液位、流量监测系统

说明书

本发明提供了一种基于图像识别的排水管网液位、流量监测系统。该系统包括图像传感器和控制器，控制器包括分析处理器；图像传感器，用于采集排水管道截面方向的污水图像和污水表面的物体在不同时间的图像，发送到分析处理器；分析处理器，用于接收截面方向的污水图像和污水表面的物体在不同时间的图像；基于物体在不同时间的图像和预建立的第一识别模型，识别物体在不同时间的位置；基于物体在不同时间的位置，计算污水平均流速；基于截面方向的污水图像和预建立的第二识别模型，识别污水液位；基于液位，计算污水截面方向截面积；基于平均流速和截面积，计算流量。通过本系统，准确获取排水管网液位和流量，对防范排水管网淤积、冒溢有重要作用。

技术领域

本发明实施例涉及排水管网监测领域，尤其涉及一种基于图像识别的排水管网液位、流量监测系统。

背景技术

城市排水管网是现代化城市不可缺少的重要基础设施，不仅需要收集输运城市生活和工业生产等污水，还担负着及时收集、输运并排放降落和流经城市的雨水等任务。加强城市排水管网的流量监测，保障城市排水管网运行畅通，是当前城市排水系统亟需突破的重点。

目前，排水管网中的流量主要通过流量计的方式获得，包括电磁流量计、超声波流量计、转子流量计等。但是电磁流量计的安装较为复杂，并且只能测量排水管网满管的流量；超声波流量计和转子流量计都采用接触式的测量方式，管道内污水的杂质容易在超声波流量计的超声探头沉积，造成测量的稳定性差和准确度低，而转子流量计容易被管道内污水的颗粒物堵塞锥管而导致故障失灵。

发明内容

为准确获取排水管网的液位和流量，保障城市排水设施稳定运行，本发明提出了一种基于图像识别的排水管网液位、流量监测系统。

第一方面，本发明提供了一种基于图像识别的排水管网液位、流量监测系统，包括图像传感器和控制器，控制器包括分析处理器；

图像传感器，用于采集排水管道截面方向的污水图像和排水管道内污水表面的物体在不同时间的图像，将截面方向的污水图像和物体在不同时间的图像发送到分析处理器；

分析处理器，用于接收排水管道截面方向的污水图像和排水管道内污水表面的物体在不同时间的图像；基于物体在不同时间的图像和预建立的第一识别模型，识别出物体在不同时间的位置；基于物体在不同时间的位置，计算污水的平均流速；基于截面方向的污水图像和预建立的第二识别模型，识别出污水的液位；基于液位，计算污水截面方向的截面积；基于平均流速和截面积，计算排水管道的流量。

通过上述系统，将图像传感器采集到的图像通过识别模型，得到排水管道的液位和流量，相比于接触式的液位计和流量计得到的液位和流量，采用非接触式的方式计算得到的液位和流量更加准确，避免接触式测量过程中探头受污水的影响，确保城市排水设施安全、稳定运行，为城市污水管网规划建设、改造维护及应急处置提供精准的数据支持。

结合第一方面，在第一方面的第一实施例中，图像传感器包括第一摄像机组、第二摄像机组。第一摄像机组水平向下安装在排水管道的上方管壁上，用于获取排水管道内污水表面的物体的图像；第二摄像机组竖直面向排水管道内部，安装在排水管道进口，用于获取排水管道截面方向的污水图像。

结合第一方面的第一实施例，在第一方面的第二实施例中，第一摄像机组和第二摄像机组分别对应设置有照明装置，当第一摄像机组或第二摄像机组处于工作状态采集图像时，对应的照明装置开启；当第一摄像机组或第二摄像机组休眠时，对应的照明装置关闭。

通过上述实施例，只有在摄像机组在采集图像时，对应的照明装置才会开启，起到了节约电能的作用。

结合第一方面的第二实施例，在第一方面的第三实施例中，第一摄像机组和第二摄像机组及对应的照明装置外部分别有钢化玻璃护罩。

通过上述实施例，在第一摄像机组和第二摄像机组及对应的照明装置外部设置钢化玻璃护罩，可以起到防止电路被污水腐蚀的作用。