本发明专利技术公开了一种基于开放空间的液位测量方法，所述方法包括：每间隔t1时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波；在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t1；对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f；根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L；通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度。能够实现对开放空间的液位进行测量，并且能够在液面产生不同频率波动时，及时准确检测目标液位，进行高精度的检测目标液位的变化情况。液位的变化情况。液位的变化情况。
【技术实现步骤摘要】
一种基于开放空间的液位测量方法和装置以及设备
[0001]本专利技术涉及液位测量
，尤其涉及一种基于开放空间的液位测量方法和装置以及设备。
技术介绍
[0002]随着城市化建设的快速发展，很多市政环境工程中需要及时准确地了解液位的变化情况，比如涵洞内液位变化、地下管廊液位变化等，从而采取及时高效的应对措施，以维护生命安全、减小经济损失。
[0003]而目前，液位测量广泛用于工业生产及运输过程，以密闭容器中的液位测量为主，而在市政环境工程等开放空间中应用较少。由于开放空间的复杂性，以及存在运动物体的干扰，对于开放空间的液位测量，无法通过容器壁获取液体的温度、压力等信息，而超声波的测量范围较小，无法对开放空间的液位进行高精度的测量。另外，由于开放空间的复杂性，液体存在自身流动、空气吹动、以及其他外物在液体中运动产生的波动等情况，使得液体在一定时间段内形成周期性波动。而对于液位的检测，需要排除液体的波动情况，获得及时准确的测量值。
技术实现思路
[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种基于开放空间的液位测量方法和装置以及设备，能够实现对开放空间的液位进行测量，并且能够在液面产生不同频率波动时，及时准确检测目标液位，进行高精度的检测目标液位的变化情况。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供一种基于开放空间的液位测量方法，所述方法包括以下顺序步骤：
[0006]每间隔t1时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波；
[0007]在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t1；
[0008]对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f；
[0009]根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L；
[0010]通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度。
[0011]优选的，所述在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，还包括：
[0012]利用滑窗的方式保存T时间内获取的所述液面高度集合。
[0013]优选的，所述根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L，包括：
[0014]当f∈[f
k
，f
k+1
]时，取滤波器长度L＝L
k
，L
k
通过分段约束方式得到，其中，L
k
对应于
频段[f
k
，f
k+1
]，k＝1，2，
…
，所述分段约束方式为根据实际环境所存在的波动频率，对波动频率的范围进行分段，并根据统计规律预先确定的；或者，
[0015]L通过线性关系L
’
＝r*f确定L为最接近的L
’
整数值，其中r表示为根据实际环境预先确定的统计系数。
[0016]优选的，所述通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合进行均值滤波，获取当前液位高度，还包括：
[0017]所述当前液位高度定义为h，所述液面高度集合定义为H，则
[0018]其中，h
i
(i＝1，...，L)为所述液面高度集合定义为H中最后的L个液面高度值。
[0019]优选的，所述雷达为调频连续波雷达。
[0020]优选的，在通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合进行均值滤波，获取当前液位高度之后，还包括：
[0021]判断在预设次数内通过计算得到的所述当前液位高度是否超过预设高度阈值，若是，则发出告警信息。
[0022]为了实现上述目的，本专利技术还提出一种基于开放空间的液位测量装置，所述装置包括：
[0023]第一获取单元，用于每间隔t1时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面上的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波；
[0024]第二获取单元，用于在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t1；
[0025]分析单元，用于对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f；
[0026]确定长度单元，用于根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L；
[0027]计算高度单元，用于通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度。
[0028]优选的，所述装置还包括：
[0029]告警单元，用于判断在预设次数内通过计算得到的所述当前液位高度是否超过预设高度阈值，若是，则发出告警信息。
[0030]为了实现上述目的，本专利技术又提出一种基于开放空间的液位测量设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序能够被所述处理器执行时实现如上述实施例所述的基于开放空间的液位测量方法。
[0031]为了实现上述目的，本专利技术再提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质包括存储的计算机程序，其中，在所述计算机程序运行时控制所述计算机可读存储介质所在设备执行时实现如上述实施例所述的基于开放空间的液位测量方法。
[0032]有益效果：
[0033]以上方案，每间隔t1时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波，在T时间内，通过所述雷达获
取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t1，对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f，根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L，通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度，能够实现对开放空间的液位进行测量，并且能够在液面产生不同频率波动时，及时准确检测目标液位，进行高精度的检测目标液位的变化情况。
[0034]以上方案，所述在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，还包括：利用滑窗的方式保存T时间内获取的所述液面高度集合，这样的好处是为了可以把历史数据和当前数据分离，从而对当前数据的处理不会因为历史数据太多而变得缓慢。
[0035]以上方案，所述雷达为调频连续波雷达，能够在液面产生不同频率波动时，准确检测目标液位。
[0036]以上方案，在通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合进行均值滤波，获取当前液位高度之后，还包括：判断在预设次数内通过计算得到的所述当前液位高度是否超过预设高度阈值，若是，则发出告警信息，这样做的好处是能够及时通知相关部门进行处理，减少事故发生。
附图说明
[0037]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于开放空间的液位测量方法，其特征在于，所述方法包括以下顺序步骤：每间隔t1时间通过雷达获取所述雷达距离下方目标液面的第一液面高度，其中，所述雷达设置于液面上方并垂直于液面发射电磁波；在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，其中，T≥1000*t1；对所获取的所述液面高度集合通过快速傅里叶变换进行分析，计算所述液面高度集合中的数据的最大波动频率f；根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L；通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合中的数据进行均值滤波，获取当前液位高度。2.根据权利要求1所述的一种基于开放空间的液位测量方法，其特征在于，所述在T时间内，通过所述雷达获取所述目标液面的全部的液面高度集合，还包括：利用滑窗的方式保存T时间内获取的所述液面高度集合。3.根据权利要求1所述的一种基于开放空间的液位测量方法，其特征在于，所述根据所述最大波动频率f确定滤波器长度L，包括：当f∈[f
k
，f
k+1
]时，取滤波器长度L＝L
k
，L
k
通过分段约束方式得到，其中，L
k
对应于频段[f
k
，f
k+1
]，k＝1，2，
…
，所述分段约束方式为根据实际环境所存在的波动频率，对波动频率的范围进行分段，并根据统计规律预先确定的；或者，L通过线性关系L
’
＝r*f确定L为最接近的L
’
整数值，其中r表示为根据实际环境预先确定的统计系数。4.根据权利要求1所述的一种基于开放空间的液位测量方法，其特征在于，所述通过长度为L的滤波器对所述液面高度集合进行均值滤波，获取当前液位高度，还包括：所述当前液位高度定义为h，所述液面高度集合定义为H，则其中，h
【专利技术属性】
技术研发人员：张远燚，张谅，赵铁刚，
申请(专利权)人：厦门精益远达智能科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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