[发明专利]一种新型水位高度测量系统

说明书

本发明公开一种新型水位高度测量系统，其特征在于，包含三个模块：1、水位尺模块，水位尺模块由黄色小球、浮子和立杆组成。浮子由一个红色小球与硬塑料圆柱体组成，浮子中间开一个通道与立杆串在一起，黄色小球固定在立杆顶端，立杆通过连接杆安装在构筑物上；2、图像采集模块，浮子上端口正前方设置一摄像机，用于采集水位尺的图像，采集到的水位尺图像通过网络传输到网络服务器；3、图像处理模块，图像处理模块预置卷积神经网络算法，用于识别红色小球与黄色小球的位置，再通过黄色小球、红色小球与两球之间距离的像素关系计算出水位高度。本发明可以实现全自动的城市内涝和河流，水库水位实时监测，并且水位尺的抗环境影响能力强，可以满足恶劣天气下的水位监测。

技术领域

一种新型水位高度测量系统。

背景技术

目前，水资源和水安全问题己经成为影响社会、经济和生态发展的重要因素之一，其中，水位数据是可以反映这些问题的非常关键的水文资料。

水位站检测水位的方法有许多种，人工测量水位时需要考虑监测人员的人身安全问题，而且数据实时性较差；目前的自动监测方面存在一种在现场安装的水位检测仪,因为受到光线的干扰水面形成倒影而无法正确识别水位高度。另一种是安装图像水位尺和对准该水位尺的摄像头，通过摄像头采集水位尺的图像,再通过无线或有线的方式传输后由计算机识别，此方法也存在光线的干扰在水面形成倒影而无法正确识别水位高度的问题。

随着科技的发展，这些传统的水位测量方式被自动智能监测水位方式取代是必然趋势。基于此，本文综合利用图像识别技术，设计开发了一种新型水位高度测量系统，无需安装刻度板，直接利用图像识别技术对水位尺图像进行处理，计算出水位高度。水位尺由一个浮子、一个黄色小球和一根立杆组成。通过网络将采集到的水位尺图片传送到网络服务器，再通过卷积神经网络识别黄色小球和红色小球的位置，再通过黄色小球、红色小球与两球之间距离的像素关系计算出水位高度，从而可以实现水位的远程实时自动监测，也解决了由于水位尺倒影对水位高度识别不利影响的问题。

发明内容

针对背景技术所阐述的现有技术的不足，现提供一种新型水位高度测量系统。一种基于深度学习的水位高度测量的水位尺，包括：黄色小球，红色小球，硬塑料圆柱体和立杆。浮子由一个硬塑料圆柱与红色小球组成，红色小球固定在硬塑料圆柱上，浮子串在立杆上，立杆通过连接杆与构筑物连接。

进一步的，所述浮子的整个硬塑料圆柱体的排水质量与浮子的质量相等，因此该浮子能够保持红色小球与水面相切，在识别水位时只需要识别黄色小球和红色小球位置即可知推算出水位高度。立杆穿过浮子的中心，并且保证浮子中心开孔足够大，能够忽略立杆与浮子之间的摩擦进而使水位测量更加具有可靠性。

一种新型水位高度测量系统，其技术方案为包括水位尺模块、图像采集模块、图像处理模块。水位尺模块，所述水位尺安装在需要监测的地点并且与地面垂直设置，立杆下端进入水面，顶端使用水准仪打出高程；图像采集模块,用于对水位尺进行拍照并且传输到网络服务器；图像处理模块,用于接收发送的水位尺图像,存储到网络服务器中并且对水位尺的图像进行图像识别,通过卷积神经网络提取水位尺图像中黄色小球和红色小球的位置,并将结果存储到网络服务器中。进一步的，图像采集模块选用摄像机，其拍摄中心线与立杆表面垂线的夹角不超过±60度。

一种基于计算机图像识别的水位监测方法，其技术方案为：

步骤1：将水位尺安装到需要监测的地点；立杆顶端用水准仪打出高程。

步骤2：图像采集模块对水位尺进行拍照。

步骤3：将拍照获取的水位尺图像通过网络发送上传到网络服务器。