[发明专利]基于视频图像的河流流量在线测验实现方法

摘要

本发明公开了一种基于视频图像的河流流量在线测验实现方法，属于非接触式明渠测流技术领域。该方法中涉及水流示踪系统、水面照明系统、视频流采集系统、摄像机标定系统、图像处理系统和流量估计系统六个部分，水流示踪系统在测流河段投放示踪粒子，摄像机拍摄水面视频流，然后按固定时间间隔取帧并数字化处理，图像处理系统根据摄像机标定系统提供的地面控制点坐标信息对数字图像进行处理，最后流量估计系统采用流速-面积法计算出河流流量。本发明在降低河流测流复杂度的同时能保证较高的测量精度，可实现极端环境下河流流量的动态监测。

主权项

一种基于视频图像的河流流量在线测验实现方法，其特征在于：该方法中设置有如下硬件系统：a.用于实现水面流动可视化的水流示踪系统；b.用于拍摄和存储水面实时视频流的视频流采集系统；c.用于给图像正射变换提供地面控制点及其坐标信息的摄像机标定系统；d.用于处理数字图像的图像处理系统；e.用于计算河流流量的流量估计系统；该方法分为三个阶段：(一)测站部署阶段，包括如下步骤：(1)选择测流河段；(2)获取测流断面水下地形；(3)部署现场硬件系统；(4)勘测地面控制点在世界坐标系下的平面坐标和高程坐标；(5)计算用于图像畸变校正的DLT变换系数；(二)流场测量阶段，包括如下步骤：(1)启动水流示踪系统投放示踪粒子；(2)启动视频流采集系统拍摄包含示踪粒子的水面视频流，然后按固定的时间间隔取帧并数字化处理；(3)由图像处理系统处理数字图像：包括图像畸变校正、图像增强、流速矢量提取、流速场后处理，最后得到修正后的水面瞬时流速场；(三)流量估计阶段，该阶段是先勘测测流断面水位值，然后流量估计系统采用流速‑面积法计算出河流流量。