一种水位监测系统的制作方法

本申请涉及计算机视觉，具体涉及一种水位监测系统。

背景技术：

1、水体水位监控与水利调度、生活用水、工业用水和农业用水息息相关，然而，待检测水体往往分布在偏远地区，交通不方便，不利于水位的识别与监控。水位检测不仅消耗大量的人力物力，而且监控的实时性和可靠性不佳。水位检测系统已经引起市政、应急、防汛、路政等政府有关部门的高度关注，建立一种稳定可靠、适应性广泛的水位检测方法具有重要意义。近年来，研究者将数字图像处理和深度学习技术应用于水位识别，这些技术提供更加高效智能的监测方案，节省了人力；但由于检测环境的影响，导致监测图像采集模块的拍摄角度时常发生偏移，进而影响水位监测结果，因此建立一种稳定的水位检测方法具有重要意义。

技术实现思路

1、本申请的目的是针对以上问题，提供一种水位监测系统，包括：

2、图像采集模块，所述图像采集模块用于获取第一图像，所述第一图像为待检测区域水位的实时图像；

3、图像校正模块，所述图像校正模块用于根据所述基准图像对所述第一图像进行校正得到第二图像，所述第二图像与所述基准图像的拍摄视角相同，所述基准图像为待检测区域水位的初始图像；

4、图像识别模块，所述图像识别模块用于识别所述第二图像中的水位线，以得到所述第二图像中水位线的像素坐标；

5、处理模块，所述处理模块用于根据所述基准图像和所述第二图像中水位线的像素坐标计算得到所述待检测区域的水位示数。

6、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述图像校正模块包括特征匹配单元和图像校正单元，所述特征匹配单元用于对所述基准图像和所述第一图像分别进行特征检测，以得到所述基准图像的特征点和所述第一图像的特征点，还用于将所述基准图像的特征点和所述第一图像的特征点进行特征匹配，得到单应矩阵；所述图像校正单元用于根据所述单应矩阵将所述第一图像映射到所述基准图像中，以得到所述第二图像。

7、根据本申请某些实施例提供的技术方案，还包括图像预处理模块，所述图像预处理模块用于对所述图像采集模块采集的所述第一图像进行去雾化处理。

8、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述图像识别模块包括图像识别单元和数据验证单元，所述图像识别单元用于采用第一算法对所述第二图像中的水位线进行检测，得到第一水位线像素坐标，还用于采用第二算法对所述第二图像中的水位线进行检测，得到第二水位线像素坐标；所述数据验证单元用于判断所述第一水位线像素坐标和所述第二水位线像素坐标是否一致，若一致，则将所述第一水位线像素坐标作为所述第二图像中水位线的像素坐标。

9、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述基准图像具有第一标注点和第二标注点；所述处理模块计算得到所述待检测区域的水位示数的公式为：

10、

11、其中，t0为第一标注点的像素坐标，t0为第一标注点的水位示数，t1第二标注点的像素坐标，t1为第二标注点的水位示数，tx为第二图像中水位线的像素坐标。

12、根据本申请某些实施例提供的技术方案，所述第一算法为yolo-v5网络结构算法，所述第二算法为ncc模板匹配算法。

13、根据本申请某些实施例提供的技术方案，还包括dsp上位机，所述处理模块还用于将所述待检测区域的水位示数上报至所述dsp上位机。

14、与现有技术相比，本申请的有益效果：本申请提供一种水位监测系统，包括图像采集模块、图像校正模块、图像识别模块和处理模块，图像采集模块用于获取第一图像；图像校正模块用于根据基准图像对第一图像进行校正得到第二图像；图像识别模块用于识别第二图像中的水位线，以得到第二图像中水位线的像素坐标；处理模块用于根据基准图像和第二图像中水位线的像素坐标计算得到待检测区域的水位示数；通过使用图像校正模块对第一图像进行校正得到与基准图像拍摄视角相同的第二图像，再使用处理模块根据基准图像和校正后的第二图像计算得到待检测区域的水位示数，可以有效避免监测过程中摄像机的拍摄角度偏移造成的误差，得到更加准确的水位监测结果。

15、应当理解的是，本申请中对技术特征、技术方案、有益效果或类似语言的描述并不是暗示在任意的单个实施例中可以实现所有的特点和优点。相反，可以理解的是对于特征或有益效果的描述意味着在至少一个实施例中包括特定的技术特征、技术方案或有益效果。因此，本说明书中对于技术特征、技术方案或有益效果的描述并不一定是指相同的实施例。进而，还可以任何适当的方式组合本实施例中所描述的技术特征、技术方案和有益效果。本领域技术人员将会理解，无需特定实施例的一个或多个特定的技术特征、技术方案或有益效果即可实现实施例。在其他实施例中，还可在没有体现所有实施例的特定实施例中识别出额外的技术特征和有益效果。

技术特征：

1.一种水位监测系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的一种水位监测系统，其特征在于，所述图像校正模块(3)包括特征匹配单元(31)和图像校正单元(32)，所述特征匹配单元(31)用于对所述基准图像和所述第一图像分别进行特征检测，以得到所述基准图像的特征点和所述第一图像的特征点，还用于将所述基准图像的特征点和所述第一图像的特征点进行特征匹配，得到单应矩阵；所述图像校正单元(32)用于根据所述单应矩阵将所述第一图像映射到所述基准图像中，以得到所述第二图像。

3.根据权利要求1所述的一种水位监测系统，其特征在于，还包括图像预处理模块(2)，所述图像预处理模块(2)用于对所述图像采集模块(1)采集的所述第一图像进行去雾化处理。

4.根据权利要求3所述的一种水位监测系统，其特征在于，所述图像识别模块(4)包括图像识别单元(41)和数据验证单元(42)，所述图像识别单元(41)用于采用第一算法对所述第二图像中的水位线进行检测，得到第一水位线像素坐标，还用于采用第二算法对所述第二图像中的水位线进行检测，得到第二水位线像素坐标；所述数据验证单元(42)用于判断所述第一水位线像素坐标和所述第二水位线像素坐标是否一致，若一致，则将所述第一水位线像素坐标作为所述第二图像中水位线的像素坐标。

5.根据权利要求1所述的一种水位监测系统，其特征在于，所述基准图像具有第一标注点和第二标注点；所述处理模块(5)计算得到所述待检测区域的水位示数的公式为：

6.根据权利要求4所述的一种水位监测系统，其特征在于，所述第一算法为yolo-v5网络结构算法，所述第二算法为ncc模板匹配算法。

7.根据权利要求1所述的一种水位监测系统，其特征在于，还包括dsp上位机(6)，所述处理模块(5)还用于将所述待检测区域的水位示数上报至所述dsp上位机(6)。

技术总结本申请提供一种水位监测系统，涉及计算机视觉技术领域，水位监测系统包括图像采集模块、图像校正模块、图像识别模块和处理模块，图像采集模块用于获取第一图像；图像校正模块用于根据基准图像对第一图像进行校正得到第二图像；图像识别模块用于识别第二图像中的水位线，以得到第二图像中水位线的像素坐标；处理模块用于根据基准图像和第二图像中水位线的像素坐标计算得到待检测区域的水位示数；通过使用图像校正模块对第一图像进行校正得到与基准图像拍摄视角相同的第二图像，再使用处理模块根据基准图像和校正后的第二图像计算得到待检测区域的水位示数，可以有效避免监测过程中摄像机的拍摄角度偏移造成的误差，得到更加准确的水位监测结果。技术研发人员：常建芳受保护的技术使用者：天津津航计算技术研究所技术研发日：技术公布日：2024/11/21