專利名稱：基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種水位測量儀器，尤其是基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)的測量水位數(shù)據(jù)的方法是由工作人員到水位標(biāo)尺現(xiàn)場巡測，直接目視標(biāo)尺進(jìn)行讀數(shù)、記錄，這種方法需要工作人員熟悉水位標(biāo)尺的讀數(shù)方法，面臨著施測困難的狀況。 現(xiàn)代測量水位數(shù)據(jù)的方法，除了保留傳統(tǒng)方法外，還采用了浮子式水位計(jì)、壓力式水位計(jì)、 氣介或液介超聲波水位計(jì)等，在不同的情況下有著不同的應(yīng)用。但采用傳統(tǒng)的水位標(biāo)尺測量水位仍是最直觀、易接受、不受環(huán)境條件影響、精確度很高的測量方法。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型要解決的技術(shù)問題是提供一種基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀，無需人員到現(xiàn)場即可精確采集水位信息。本實(shí)用新型為解決上述技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案為基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀，其特征在于它包括用于獲取水位標(biāo)尺頂部至水面的原始圖像的圖像采集器；用于對(duì)獲取的原始圖像進(jìn)行現(xiàn)代智能數(shù)字圖像處理的微處理器，與圖像采集器連接；根據(jù)編制好的算法流程解算水位數(shù)據(jù)、并將結(jié)果輸出或保存的數(shù)字信號(hào)處理器， 與微處理器連接；將結(jié)果進(jìn)行顯示的顯示器，與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接。按上述方案，所述的圖像采集器為像素為200萬以上的數(shù)字相機(jī)，與微處理器通過USB接口連接。按上述方案，所述的微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器選用ARMll芯片。本實(shí)用新型的工作原理為采用傳統(tǒng)的水位標(biāo)尺，模擬工作人員采集水位數(shù)據(jù)的原理，通過攝像頭獲取水位標(biāo)尺的實(shí)時(shí)彩色圖像數(shù)據(jù)，采用現(xiàn)代智能數(shù)字圖像處理技術(shù)，分割出水位線，通過計(jì)算得到實(shí)際的水位數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的有益效果為1、通過模擬工作人員采集水位數(shù)據(jù)的原理，利用攝像頭及微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器，無需人員到現(xiàn)場即可精確采集水位信息，解決了某些惡劣環(huán)境下的水位采集問題。

圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖。圖2為系統(tǒng)軟件流程圖。
具體實(shí)施方式
[0016]圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)框圖，它包括用于獲取水位標(biāo)尺頂部至水面的原始圖像的圖像采集器；用于對(duì)獲取的原始圖像進(jìn)行現(xiàn)代智能數(shù)字圖像處理的微處理器，與圖像采集器連接；根據(jù)編制好的算法流程解算水位數(shù)據(jù)、并將結(jié)果輸出或保存的數(shù)字信號(hào)處理器，與微處理器連接；將結(jié)果進(jìn)行顯示的顯示器，與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接。圖2為系統(tǒng)軟件流程圖，系統(tǒng)上電初始化后，圖像采集器進(jìn)行原始圖像采集；微處理器對(duì)原始圖像進(jìn)行處理；處理好的圖像給數(shù)字信號(hào)處理器進(jìn)行解算水位數(shù)據(jù)，若正確則并將結(jié)果輸出或保存，若不正確則繼續(xù)處理圖像。微處理器的處理具體為對(duì)原始圖像拍攝完成后進(jìn)行彩色增強(qiáng)處理，將圖像數(shù)據(jù)由RGB空間轉(zhuǎn)換到HSV空間，提取其中的標(biāo)尺刻度對(duì)應(yīng)的顏色分量；對(duì)水位標(biāo)尺進(jìn)行傾斜校正處理通過在旋轉(zhuǎn)角度允許空間內(nèi)對(duì)每一個(gè)旋轉(zhuǎn)角度進(jìn)行遍歷，以投影面積進(jìn)行度量， 選擇投影面積最小時(shí)的旋轉(zhuǎn)角度作為實(shí)際傾斜角度，根據(jù)實(shí)際傾斜角度對(duì)圖像進(jìn)行旋轉(zhuǎn)變換，將水位標(biāo)尺局部區(qū)域圖像旋轉(zhuǎn)使水位標(biāo)尺嚴(yán)格豎直。數(shù)字信號(hào)處理器的處理具體為對(duì)經(jīng)過旋轉(zhuǎn)變換后的圖像，在水位標(biāo)尺豎直方向上進(jìn)行分析，根據(jù)水位標(biāo)尺的分布規(guī)律得出水位標(biāo)尺起點(diǎn)位置，并尋找水面與水位標(biāo)尺的交線位置；將交線位置與水位標(biāo)尺起點(diǎn)位置相減，并根據(jù)水位標(biāo)尺的刻度尺寸來計(jì)算實(shí)際水位測量值。水面與水位標(biāo)尺的交線位置由標(biāo)尺刻度對(duì)應(yīng)的顏色分量的深淺來判斷，深與淺顏色分量之間的界限即為交線位置。水位標(biāo)尺分布規(guī)律具體為水位標(biāo)尺由字母E從上至下交替排列而成，則已知每個(gè)字母E的高度即刻度尺寸，以及每個(gè)字母E的高度對(duì)應(yīng)的像素?cái)?shù)。本實(shí)施例中，所述的圖像采集器為像素為200萬以上的數(shù)字相機(jī)，所述的微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器選用ARMll芯片，數(shù)字相機(jī)與ARMll芯片通過USB接口連接。
權(quán)利要求1.基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀，其特征在于它包括 用于獲取水位標(biāo)尺頂部至水面的原始圖像的圖像采集器；用于對(duì)獲取的原始圖像進(jìn)行現(xiàn)代智能數(shù)字圖像處理的微處理器，與圖像采集器連接； 根據(jù)編制好的算法流程解算水位數(shù)據(jù)、并將結(jié)果輸出或保存的數(shù)字信號(hào)處理器，與微處理器連接；將結(jié)果進(jìn)行顯示的顯示器，與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀，其特征在于所述的圖像采集器為像素為200萬以上的數(shù)字相機(jī)，與微處理器通過USB接口連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀，其特征在于所述的微處理器和數(shù)字信號(hào)處理器選用ARMll芯片。
專利摘要本實(shí)用新型提供一種基于數(shù)字圖像處理的水位測量儀，其特征在于它包括用于獲取水位標(biāo)尺頂部至水面的原始圖像的圖像采集器；用于對(duì)獲取的原始圖像進(jìn)行現(xiàn)代智能數(shù)字圖像處理的微處理器，與圖像采集器連接；根據(jù)編制好的算法流程解算水位數(shù)據(jù)、并將結(jié)果輸出或保存的數(shù)字信號(hào)處理器，與微處理器連接；將結(jié)果進(jìn)行顯示的顯示器，與數(shù)字信號(hào)處理器的輸出端連接。采用傳統(tǒng)的水位標(biāo)尺，模擬工作人員采集水位數(shù)據(jù)的原理，通過攝像頭獲取水位標(biāo)尺的實(shí)時(shí)彩色圖像數(shù)據(jù)，采用現(xiàn)代智能數(shù)字圖像處理技術(shù)，分割出水位線，通過計(jì)算得到實(shí)際的水位數(shù)據(jù)。
文檔編號(hào)G01F23/04GK202209973SQ201120244259
公開日2012年5月2日 申請日期2011年7月11日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月13日
發(fā)明者桂子榮 申請人:聯(lián)宇工程技術(shù)(武漢)有限公司