液面监测方法技术

一种液面监测方法，应用于一个液面监测系统，该液面监测系统包括一个发光模块、一个数据撷取模块及一个数据处理模块。其中，该发光模块投射一个平面状激光束至一个壁面及液体的液面，该壁面及该液面的交界处形成一个共交点的多条光线段。该数据撷取模块拍摄各光线段，以产生一个原始影像。该数据处理模块强化并监测该原始影像，并求得各该光线段的共交点的影像坐标。随后，将该影像坐标转换成实际的空间坐标，该空间坐标即为该液面位置。

Liquid surface monitoring method

A liquid level monitoring method is applied to a liquid level monitoring system. The liquid level monitoring system includes a light-emitting module, a data acquisition module and a data processing module. The luminous module projects a planar laser beam to a wall and liquid level, and there is a common line of intersection between the wall and the junction of the liquid surface. The data capture module takes each line segment to produce a original image. The data processing module strengthens and monitors the original image and obtains the image coordinates of the common intersection points of the optical line segments. Then, the image coordinates are converted to the actual space coordinates, which is the position of the liquid surface.

【技术实现步骤摘要】
液面监测方法
本专利技术关于一种液面监测方法，特别是一种将一个平面状激光束投射到一个壁面及一个液面，该壁面与该液面交界处形成一个共交点的至少三条光线段，并以图像处理方法取得该共交点的空间位置的液面监测方法。
技术介绍
中国台湾处于西北太平洋地区台风侵袭的主要路径，属于高灾害风险地区，且极易受到天然灾害的影响。有鉴于此，都市地区容易因为大量的雨水而造成短时间内无法排除多余雨量或区域排洪不及而淹水，严重威胁民众的生命与财产安全。据此，河川水位的液位监测与预警向来是灾害防范的首要目标；而为了达到上述目标，较佳是采用一种液面监测方法，以监测该液面位置。此外，该液面监测方法也可广泛地应用于其他各种领域，例如：化学或医学等相关领域。举例而言，于化学相关领域的实验中，对于各种液态化学原料的量测，由于牵扯到各种化学原料间不同浓度的配置，因此，其剂量的量测精准度是非常重要。同时，于医学相关领域中，对于治疗病患所用的药剂的用量监测，例如：施打点滴时，其点滴瓶的药剂是否已经低于临界值，需提醒医疗人员补充该药剂或停止施打点滴。上述液面监测方法，可为一种现有的液位量测方法，其是通过拍摄一液体的表面影像，以测量该液体的液面位置，其实施例可参酌如中国台湾第201024687号“雷射光学影像水位量测装置及其方法”专利申请。上述专利申请的方法，利用两个雷射光源射出的光线于一水体表面形成两个雷射光点。随后，由一个影像捕获设备拍摄并取得包括该两个雷射光点的一个水体影像，并传送该水体影像至图像处理装置进行分析。该图像处理装置的分析方法利用校正回归曲线计算该两个雷射光点之间的距离，借此求出该水体的水位高度。但是，该两个雷射光点需要通过该两个雷射光源产生，并执行后续的运算，才能求出该水体的水位高度。有鉴于此，为了更简化上述液位量测方法的硬件需求，本专利技术提供一种液面监测方法，仅须将一个平面状激光束投射到一个壁面及一个液面，该壁面与该液面交界处形成一个共交点的至少三条光线段，并分析该共交点的位置以准确量测并取得液面位置。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种液面监测方法，由一个发光模块将一个平面状激光束投射到一个壁面及一个液面，该壁面与该液面交界处形成一个共交点的至少三条光线段，并分析该共交点的位置以准确量测并取得液面位置。一种液面监测方法，应用于一个液面监测系统，以监测一个盛液装置内的液体的液面位置，该液面监测系统包括一个数据处理模块，该方法包括：以该数据处理模块读入一个原始影像；以该数据处理模块监测该原始影像中形成一个共交点的至少三条光线段；以该数据处理模块计算该共交点的影像坐标；及以该数据处理模块将该影像坐标换算为一个空间坐标，该空间坐标即为该液体的液面位置。其中，该盛液装置具有一个壁面，该壁面与该液体相接触，使该液体的液面与该壁面相接形成一个交线，该液面监测系统另外包括一个发光模块及一个数据撷取模块，该数据处理模块耦接该发光模块及该数据撷取模块，该方法于该数据处理模块读入该原始影像前，以该发光模块朝该交线投射一个平面状激光束，以于邻近该交线的壁面与液面形成该至少三条光线段，而该共交点即位于该交线，且以该数据撷取模块朝该至少三条光线段拍摄并产生该原始影像。其中，该平面状激光束于该壁面及该液面分别形成一个第一光线段及一个第二光线段，该第二光线段于该壁面形成一个第三光线段，该第三光线段于该液面形成一个第四光线段，该至少三条光线段包括该第一光线段、该第二光线段、该第三光线段及该第四光线段中至少三条光线段。其中，该至少三条光线段的监测方法，对该原始影像执行边缘监测及形态学处理以产生一个二值影像，并对该二值影像执行线段监测。其中，该形态学处理对该原始影像执行形态学中的填满及骨架化。其中，该至少三条光线段包括至少一曲线线段时，该数据处理模块对该原始影像执行直线监测及曲线监测。其中，该壁面为一个曲面状壁面时，该至少三条光线段包括至少一个曲线线段，该数据处理模块对该原始影像执行直线监测及曲线监测。其中，该数据处理模块计算该共交点的影像坐标的方法为最小二乘法。其中，该数据处理模块将该影像坐标换算为该空间坐标的方法为直接线性转换法。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。图1：本专利技术液面监测方法实施例的系统架构示意图；图2：本专利技术液面监测方法实施例的硬件运作流程图；图3：本专利技术液面监测方法实施例的软件运作流程图；图4：本专利技术液面监测方法实施例的光线段监测示意图。附图标记说明1数据处理模块2发光模块3数据撷取模块4数据库模块S1前置处理程序S11参数校定步骤S12影像读取步骤S13灰阶处理步骤S2特征强化程序S21边缘监测步骤S22形态学处理步骤S3影像分析程序S31线段监测步骤S32共点计算步骤S33液面估算步骤L液体S液面W壁面A原始影像T平面状激光束U第一光线段Y第二光线段Z第三光线段X第四光线段G影像梯度值E影像边界值ω阈值。具体实施方式为使本专利技术的上述及其他目的、特征及优点能更明显易懂，下文特根据本专利技术的较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下：本专利技术全文所述的“耦接”(CoupledConnection)，指两个电子装置通过有线或是无线技术相互通讯，但是不以此为限，本专利技术所属
中普通技术人员可以理解。本专利技术全文所述的“像素”(Pixels)，指一个影像组成的最小单位，用以表示该影像的分辨率(Resolution)，例如：若该影像的分辨率为1024×768，则代表该影像共有1024×768个像素，本专利技术所属
中普通技术人员可以理解。本专利技术全文所述的“色阶”(ColorLevel)，指该像素所显现颜色分量或亮度的浓淡程度，例如：彩色影像的红色(R)、绿色(G)、蓝色(B)分量的色阶范围各为0～255；或者，灰阶影像的亮度(Luminance)的色阶范围可为0～255，本专利技术所属
中普通技术人员可以理解。请参阅图1所示，其是本专利技术液面监测方法实施例的系统架构示意图，包括：一个数据处理模块1、一个发光模块2及一个数据撷取模块3。其中，该发光模块2及该数据撷取模块3耦接该数据处理模块1。该系统可应用于监测一个盛液装置(例如：一个水道或一个容器)内的液体L的液面S位置。其中，该盛液装置包括两个侧壁、一个底壁及一个容置空间，该容置空间由该两个侧壁及该底壁所形成，且该容置空间用以盛装该液体L。详言之，该两个侧壁的一个具有一个朝向该容置空间的壁面W，该壁面W可为平面状壁面或曲面状壁面，且该壁面W具有相对的顶端及底端。此外，该盛液装置内盛有该液体L的情况下，该液体L与该壁面W相接触，且该液面S与该壁面W相接形成一个交线。此外，该数据处理模块1较佳可耦接一个数据库模块4，例如：MySql、Oracle等数据库，该数据库模块4可用以储存该数据撷取模块3所拍摄的原始影像A，也可由该数据处理模块1接收一个影像作为该原始影像A，并作为后续图像处理分析使用。请参阅图2所示，其是本专利技术液面监测方法实施例的硬件运作流程图。其中，该发光模块2朝向该交线投射一个平面状激光束T，该平面状激光束T较佳涵盖由该发光模块2及该壁面W的底端的联机方向至该发光模块2及该壁面W的顶端的联机方向所构成的范围。并且，该平面状激光束T不与该交线平行。借此，该盛液装本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种液面监测方法，其特征在于，应用于一个液面监测系统，以监测一个盛液装置内的液体的液面位置，该液面监测系统包括一个数据处理模块，该方法包括：以该数据处理模块读入一个原始影像；以该数据处理模块监测该原始影像中形成一个共交点的至少三条光线段；以该数据处理模块计算该共交点的影像坐标；及以该数据处理模块将该影像坐标换算为一个空间坐标，该空间坐标即为该液体的液面位置。

【技术特征摘要】
2016.06.06 TW 1051178701.一种液面监测方法，其特征在于，应用于一个液面监测系统，以监测一个盛液装置内的液体的液面位置，该液面监测系统包括一个数据处理模块，该方法包括：以该数据处理模块读入一个原始影像；以该数据处理模块监测该原始影像中形成一个共交点的至少三条光线段；以该数据处理模块计算该共交点的影像坐标；及以该数据处理模块将该影像坐标换算为一个空间坐标，该空间坐标即为该液体的液面位置。2.如权利要求1所述的液面监测方法，其特征在于，该盛液装置具有一个壁面，该壁面与该液体相接触，该液体的液面与该壁面相接形成一个交线，该液面监测系统另外包括一个发光模块及一个数据撷取模块，该数据处理模块耦接该发光模块及该数据撷取模块，该方法于该数据处理模块读入该原始影像前，以该发光模块朝该交线投射一个平面状激光束，以于邻近该交线的壁面与液面形成该至少三条光线段，而该共交点即位于该交线，且以该数据撷取模块朝该至少三条光线段拍摄并产生该原始影像。3.如权利要求2所述的液面监测方法，其特征在于，该平面状激光束于该壁面及该液面分别形...

【专利技术属性】
技术研发人员：简仲和，郭晋安，吕蕙安，蔡宗利，
申请(专利权)人：财团法人成大水利海洋研究发展文教基金会，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71