[发明专利]一种基于视频的河流流速流量测验系统

权利要求书

1.一种基于视频的河流流速流量测验系统，其特征在于，所述测验系统包括智能终端，所述智能终端包括视频处理服务器（1）、电源单元（2）、视频采集单元（3）、软件客户端（4）和数据处理平台（5），所述视频采集单元（3）包括全站仪（6）、普通相机一（7）、红外相机（8）和普通相机二（9），所述红外相机（8）包括红外热像仪（10）和近红外摄像头（11），所述软件客户端（4）包括信息展示APP（12）和远程数据读取端（13），所述数据处理平台（5）包括存储单元（15）、坐标处理单元（16）、视频处理单元（17）、接收单元（18）、输出单元（19）和远程数据采集单元（20），所述存储单元（15）包括数据库（14）。

2.一种基于视频的河流流速流量测验系统，其特征在于，所述河流流速流量测验系统的实现步骤如下：

相机架设：将普通相机一（7）、红外相机（8）和普通相机二（9）并列架设在高塔上或者河流岸边，并使用全站仪（6）测量出其三维投影坐标；

视频传输：普通相机一（7）、红外相机（8）和普通相机二（9）将采集的视频传输给远程数据采集单元（20）；

视频处理：远程数据采集单元（20）将数据传输给视频处理单元（17），视频处理单元（17）对视频进行对比度增强，然后进行高通滤波，对相邻两帧之间的图像进行互相关，匹配两帧图像间的相似粒子以计算粒子相对位移，除以两帧图像之间经过的时间，得到粒子运动的相对速度，此时，粒子运动速度的单位为“像素每秒”；

坐标处理：坐标处理单元（16）将普通相机一（7）、红外相机（8）和普通相机二（9）拍摄的视频做空间三维重建，利用事先布置在河流两岸的标志点获取视频中对应像素点的真实坐标点定标，利用摄影测量学共线方程和双目测距原理求取其他像素的真实坐标；

流量计算：已知河流表面流速后，用三维激光扫描仪和多波束测深仪事先测量河流河道与河岸三维地形，以上两项构成水动力学计算的边界条件，根据圣维南方程组计算表面以下流速的数值解，求得精确的流速与流量；有些河流冲淤情况复杂，导致河道情况变化，计算精度降低；

本系统通过多摄像头（相机）重建得出的实时河道地形，精确计算河流流量；

结果存储：坐标处理单元（16）将矢量计算结果通过接收单元（18）存入数据库（14）；

信息展示：软件客户端（4）的远程数据读取端（13）通过互联网读取数据库（14）内的数据，并将信息显示在信息展示APP（12）。

3.根据权利要求1所述的一种基于视频的河流流速流量测验系统，其特征在于，所述接收单元（18）和输出单元（19）均与存储单元（15）电性连接。

4.根据权利要求1所述的一种基于视频的河流流速流量测验系统，其特征在于，所述视频处理服务器（1）与视频采集单元（3）之间的通讯使用WiFi通讯或RJ45接头的6类网线。

5.根据权利要求1所述的一种基于视频的河流流速流量测验系统，其特征在于，所述视频处理服务器（1）分别与存储单元（15）、坐标处理单元（16）、视频处理单元（17）、接收单元（18）、输出单元（19）和远程数据采集单元（20）电性连接。

6.根据权利要求1所述的一种基于视频的河流流速流量测验系统，其特征在于，所述电源单元（2）通过电线与视频处理服务器（1）连接。