[发明专利]一种水位波动过程非接触量测装置及方法

摘要

本发明公开了一种水位波动过程非接触量测装置及方法，包括设置并测量标定点和检验点实际位置坐标；侧向拍摄参照平面，获得视频数据；将视频数据分解为图像，矫正图像至参照平面的正射投影面；识别图像内标定点和检验点，将标定点的像素坐标与实际位置坐标匹配，获得标定系数；根据标定系数和检验点像素坐标计算检验点实际位置坐标，计算比较检验点实际位置的计算值与测量值的偏差，当两者的偏差值小于预设偏差值时，执行下一步骤；根据被测水面特征点像素坐标获取被测水面特征点的实际高程值。本发明属于非接触方法，对测量对象无扰动；仪器架设简单，操作便携，成本低；侧向观测，适于复杂环境；自动化程度高，不存在临时观测人员操作安全隐患。

主权项

1.一种水位波动过程非接触量测方法，其特征在于：包括：（1）在观测水位断面附近设置标定点和检验点，所述观测水位断面铅垂向下延伸与被测水面线相交，交点为观测水位断面的水位特征点，所述标定点和检验点均与水位特征点位于同一参照平面内；（2）测量所述标定点和检验点的实际位置坐标；（3）侧向拍摄参照平面，所述标定点和检验点位于拍摄图像范围内，获得水位变化过程的视频数据；（4）将视频数据分解为系列图像；（5）依据已知实际位置坐标的标定点，矫正图像至所述参照平面的正射投影面；（6）识别图像内的标定点和检验点，提取图像内标定点的像素坐标，依据标定点的像素坐标与标定点的实际位置坐标的等比映射关系，计算像素坐标与实际坐标的换算系数，即标定系数；（7）依据图像内检验点的像素坐标，通过检验点的像素坐标和标定系数计算检验点的实际位置坐标或高程值，比较计算得到的检验点实际位置坐标或高程值与测量值的偏差，当两者的偏差值小于预设偏差值时，执行步骤（8）；（8）对图像进行预处理；（9）识别图像中观测水位断面上的瞬时水面特征点，计算图像内水面特征点的像素坐标，根据水面特征点的像素坐标和标定系数计算水面特征点的实际位置坐标，进而得到水面特征点的实际高程值，即实际的瞬时水位值；（10）循环计算每帧图像内观测水位断面上的水面特征点的实际高程值。