【技术实现步骤摘要】
水位监测方法及装置
本专利技术涉及水位监测
，尤其涉及一种水位监测方法及装置。
技术介绍
水位监测是水体的一种重要监测指标，在河道、水文站和水库等场景下经常会涉及到水位监测，而准确可靠的水位监测对于水资源调度和防汛抗旱具有重要意义，因此，如何进行水位监测称为人们。目前，相关技术一般利用水尺来实现水位监测，具体地，通过摄像装置预先采集水尺图像，并将水尺图像上传至服务器，由服务器对水尺的刻度进行标定，如在水尺每1/3的位置进行标定，沿水尺从下至上形成三段水尺刻度。例如，水尺量程为L，则在水尺的0、L/3、2L/3、3L/3位置处进行标定，这几个标定位置处的Y坐标(纵坐标)分别为P1、P2、P3、P4。这样，在后续应用中，通过摄像装置采集当前的水尺图像，由服务器计算该水尺图像中水面位置处的Y坐标，将Y坐标换算为对应的水位。具体地，若该Y坐标位于第一段水尺刻度，则当前水位为：V1＝(P1-Y)*(L/3)/(P1-P2)；若Y坐标位于第二段水尺刻度，则当前水位为：V2＝L/3+(P2-Y)*(L/3)/(P2-P3)；若Y坐标位于第三段水尺刻度，则当前水位为：V3＝2L/3+(P3-Y)*(L/3)/(P3-P4)。上述技术利用等比例关系，将Y坐标转换为对应的水位，这就要求相机必须平视水尺，如果相机倾斜架设，则拍摄到的水尺图像中水尺是倾斜的，图像中水尺上端的一个像素代表的实际长度与图像下端的一个像素代表的实际长度可能不一致，这种情况下利用等比例关系计算得到的水位值误差较大，因此，亟需一种水位监测方法，提...
【技术保护点】
1.一种水位监测方法，其特征在于，所述方法包括：/n获取原始图像，所述原始图像通过对安置于待监测水体中的水尺进行图像采集得到；/n根据所述原始图像和射影变换矩阵，获取目标图像，所述目标图像为将所述原始图像中水尺的方向矫正至垂直方向后的图像，所述射影变换矩阵用于表示任一原始图像以及对应的目标图像中各个像素点之间的坐标映射关系；/n根据所述目标图像，获取水位刻度值。/n
【技术特征摘要】
1.一种水位监测方法，其特征在于，所述方法包括：
获取原始图像，所述原始图像通过对安置于待监测水体中的水尺进行图像采集得到；
根据所述原始图像和射影变换矩阵，获取目标图像，所述目标图像为将所述原始图像中水尺的方向矫正至垂直方向后的图像，所述射影变换矩阵用于表示任一原始图像以及对应的目标图像中各个像素点之间的坐标映射关系；
根据所述目标图像，获取水位刻度值。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始图像和射影变换矩阵，获取目标图像，包括：
根据所述原始图像中各个第一像素点的像素值和所述射影变换矩阵，确定所述目标图像中像素未知的各个第二像素点的像素值，得到所述目标图像。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述原始图像和射影变换矩阵，获取目标图像之前，所述方法还包括：
获取样本原始图像中所述水尺的标定信息，所述样本原始图像通过对所述水尺进行图像采集得到，所述标定信息包括所述水尺的至少两个刻度的标定信息，每个刻度的标定信息包括至少两个标定点的坐标以及对应的刻度值，所述至少两个标定点包括同一刻度的左端点和右端点；
根据所述标定信息，获取所述射影变换矩阵。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述标定信息，获取所述射影变换矩阵，包括：
从所述标定信息中选取第一标定点作为样本目标图像的坐标原点，得到所述第一标定点映射到样本目标图像中的坐标，所述样本目标图像为将所述样本原始图像中水尺的方向矫正至所述垂直方向后的图像；
根据预定义参数和所述标定信息中各个标定点对应的刻度值，获取所述各个标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，所述预定义参数用于指示所述水尺的宽度在所述样本目标图像中用第一数量的像素来表示，所述水尺的单位刻度的高度用第二数量的像素来表示。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述根据预定义参数和所述标定信息中各个标定点对应的刻度值，获取所述各个标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，包括：
根据所述预定义参数和所述第一标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，确定第二标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，所述第二标定点与所述第一标定点对应同一个刻度；
根据所述预定义参数、所述各个标定点对应的刻度值以及所述第一标定点和所述第二标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，确定第三标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，所述第三标定点为所述各个标定点中除所述第一标定点和所述第二标定点以外的标定点。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述根据所述预定义参数、所述各个标定点对应的刻度值以及所述第一标定点和所述第二标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，确定第三标定点映射到所述样本目标图像中的坐标，包括：
根据所述第一标定点或所述第二标定点映射到所述样本目标图像中的横坐标，确定所述第三标定点映射到所述样本目标图像中的横坐标；
根据所述预定义参数、所述第三标定点对应的刻度值、所述第一标定点和所述第二标定点的纵坐标以及对应的刻度值，确定所述第三标定点映射到所述样本目标图像中的纵坐标。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述目标图像，获取水位刻度值，包括：
对所述目标图像进行灰度处理和二值化处理，得到第一图像；
对所述第一图像进行形态学处理，得到包含连通区域的第二图像，所述形态学处理包括闭运算和膨胀运算；
根据所述第二图像，获取水位刻度值。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述对所述目标图像进行灰度处理和二值化处理，得到第一图像，包括：
对所述目标图像进行灰度处理，得到灰度图像；
提取所述灰度图像的特征；
基于所述灰度图像的特征，对所述灰度图像进行二值化处理，得到所述第一图像。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述提取所述灰度图像的特征，包括：
对所述灰度图像进行目标方向的边缘检测，得到所述灰度图像的边缘特征。
10.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述根据所述第二图像，获取水位刻度值，包括：
对所述第二图像进行水平方向的投影，得到投影直方图；
从上至下遍历所述投影直方图，当得到一个有效边缘的个数小于目标阈值的位置时，记录所述位置的纵坐标；
根据所述位置的纵坐标、所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：张迪，童俊艳，任烨，
申请(专利权)人：杭州海康威视数字技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33
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