一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法技术

本发明专利技术提供了一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，涉及河流漂浮污染物监测技术领域，应用于设置有横桥的河流上，包括：S1：获取k个河流摄像机在时间段T内拍摄的待拼接图片信息，并将其存入待拼接图片集Q中，k个河流摄像机依次设置在河流正上方的横桥底面的同一水平线上，且每个河流摄像机的焦点均位于垂直于河流平面的垂线上；S2：将拍摄时间相同且河流摄像机位置不同的待拼接图片进行横向拼接，得到多张待识别图片，所述待识别图片为同一时间下河流摄像机采集到的河流断面图；S3：对待识别图片进行污染物识别，得到污染物的识别结果；S4：根据污染物的识别结果和河流的宽度构建一张在时间段T内的坐标横向断面图。断面图。断面图。

【技术实现步骤摘要】
一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法


[0001]本专利技术涉及河流漂浮污染物监测
，具体涉及一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法。

技术介绍

[0002]随着经济的不断发展和工业化的推进，水污染日益严重，水环境的监测保护刻不容缓，目前在水环境监测领域，为了能掌握当前河流上漂浮物的分布状况，一般采用在河流的两侧岸边各设置一个摄像机，用于监测河流上的漂浮污染物。但是摄像机的视野长度和宽度有限且视角存在近大远小的图像畸变，能很好地识别出图片中污染物种类，并且当两个污染物的距离太近时，从侧面拍摄到的图片中无法完全拍摄到整个河流的情况。
[0003]现有技术中，一般采用无人机拍摄来进行污染物的检测。但是这种检测方法也有不好的地方，无人机一般体积较轻，若遇到风力较大的时间段，就会使飞行时机身稳定性不好，导致无人机采集到的影像不够精准，使最终识别污染物的识别率不够准确，且不能很好的提供一个对水环境污染物的监测方法。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的是提供一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，应用于设置有横桥的河流上，提前将k个河流摄像机依次设置在河流正上方的横桥底面的同一水平线上，且每个河流摄像机的焦点均位于垂直于河流平面的垂线上，然后获取k个河流摄像机在时间段T内拍摄的待拼接图片信息，所述待拼接图片信息包括：待拼接图片、拍摄时间、河流摄像机位置，将拍摄时间相同且河流摄像机位置不同的待拼接图片进行横向拼接，得到多张待识别图片，接着对待识别图片进行污染物识别，得到污染物的识别结果，根据污染物的识别结果和河流的宽度构建一张在时间段T内的坐标横向断面图，根据坐标横向断面图可以直观地观察到河流中各类污染物的分布情况，实现对河流漂浮污染物的动态监测。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术采用了以下方案：一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，应用于设置有横桥的河流上，所述方法包括以下步骤：S1：获取k个河流摄像机在时间段T内拍摄的待拼接图片信息，所述待拼接图片信息包括：待拼接图片、拍摄时间、河流摄像机位置，并将其存入待拼接图片集Q{Q1,Q2,
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,Qn}中，k个河流摄像机依次设置在河流正上方的横桥底面的同一水平线上，且每个河流摄像机的焦点均位于垂直于河流平面的垂线上；S2：将拍摄时间相同且河流摄像机位置不同的待拼接图片进行横向拼接，得到多张待识别图片，所述待识别图片为同一时间下河流摄像机采集到的河流断面图；S3：对待识别图片进行污染物识别，得到污染物的识别结果；
S4：根据污染物的识别结果和河流的宽度构建一张在时间段T内的坐标横向断面图。
[0006]进一步的，所述污染物的识别结果包括：污染物的坐标、污染物的种类，在S4中，根据污染物的坐标、污染物的种类和河流的宽度构建一张在时间段T内的坐标横向断面图的过程具体包括以下步骤：S41：构建一个以河流宽度作为X轴且以污染物数量作为Y轴的坐标系，并将该X轴根据预设宽度区间划分为多个预设宽度区间的坐标横向断面图；S42：将获取到的在时间段T内的污染物的坐标中的横坐标代入到X轴内，该横坐标落入到对应的预设宽度区间内，即将该污染物的种类代入到对应的预设宽度区间内；S43：根据预设宽度区间中污染物的种类进行不同污染物种类的数量统计；S44：当获取到下一时间段T内的污染物的识别结果，则重复上述步骤。
[0007]进一步的，k个河流摄像机的设置过程具体为：获取横桥下对应的河流宽度H和河流摄像机的安装高度h，所述河流摄像机的安装高度为摄像机的焦点距离河流平面的高度；根据河流摄像机的安装高度h计算河流摄像机的视野长度a和视野宽度b；计算河流宽度H和视野宽度b的比值；判断所述比值是否为整数，若为整数，则k=H/b；若存在小数，则k=[H/b]+1。
[0008]进一步的，所述待拼接图片为河流断面图，在S1中，具体包括以下步骤：S11：获取k个河流摄像机分别录制的时间段T内的视频流；S12：获取时间段T内的河流平均流速v；S13：根据河流平均流速v，将每个视频流进行剪切处理成多张待拼接图片。
[0009]进一步的，所述剪切处理具体包括以下步骤：SA1：在视频流中提取一帧待拼接图片；SA2：根据所述河流平均流速v获得剪切区域，所述剪切区域大小为河流流过的长度D与视野宽度b的乘积，其中，河流在一帧待拼接图片的时间流过的长度D=v/FR，FR为河流摄像机的帧频率，所述视野宽度b为待拼接图片的固定宽度；SA3：根据所述剪切区域对视频流进行剪切，获得待拼接图片，将剪切时刻记为该待拼接图片的拍摄时间。
[0010]进一步的，所述河流摄像机从横桥底面的左侧到右侧依次编号为1,2,...,k，所述待拼接图片对应的摄像机位置信息即为河流摄像机的编号。
[0011]进一步的，将编号为1的河流摄像机拍摄的待拼接图片作为基准图片。
[0012]进一步的，在S2中，具体包括以下步骤：S21：将基准图片的左上角作为原点(0,0)，以原点至左下角顶点的连线为X轴，以原点至右上角顶点的连线为Y轴建立一个拼接坐标系，则基准图片的右下角顶点的坐标为（a,b），所述基准图片对应的拍摄时间为tx，对应的摄像机编号为1；S22：将同一时间tx的待拼接图片按照摄像机编号顺序1,2,...,k依次横向拼接，得到一张待识别图片。
[0013]进一步的，在S3中，对待识别图片进行污染物识别，得到识别结果的过程具体为：
将所述待识别图片输入预先训练好的污染物识别模型中，得到标有污染物的种类和坐标的待识别图片。
[0014]进一步的，在S3中，对待识别图片进行污染物识别，得到识别结果，所述识别结果包括污染物的坐标，所述污染物的坐标为污染物的中心点在拼接坐标系中所在的坐标。
[0015]本专利技术的有益效果：由于经济的不断发展和工业化的推进，水污染日益严重，水环境的监测保护刻不容缓，目前在水环境监测领域，为了能掌握当前河流上漂浮物的分布状况。在现有技术中，一般采用在河流的两侧岸边各设置一个摄像机，用于监测河流上的漂浮污染物。但是摄像机的视野长度和宽度有限且视角存在近大远小的图像畸变，能很好地识别出图片中污染物种类，并且当两个污染物的距离太近时，从侧面拍摄到的图片中无法完全拍摄到整个河流的情况。
[0016]所以本专利技术提供了一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法。本专利技术中的河流摄像机依次设置在河流正上方的横桥底面的同一水平线上，且每个河流摄像机的焦点均位于垂直于河流平面的垂线上，将该河流摄像机根据河流宽度均匀设置在横桥底面上，使河流摄像机可以拍摄到完整的河流横向断面图，并且该河流摄像机垂直拍摄河流平面，可以避免视角的图像畸变且更近清楚的拍摄到河流漂浮污染物。
[0017]接着本专利技术后获取k个河流摄像机在时间段T内拍摄的待拼接图片信息，所述待拼接图片信息包括：待拼接图片、拍摄时间、河流摄像机位置，将拍摄时间相同且河流摄像机位置不同的待拼接图片进行横向拼接，得到多张待识别图片，接着对待本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，其特征在于，应用于设置有横桥的河流上，所述方法包括以下步骤：S1：获取k个河流摄像机在时间段T内拍摄的待拼接图片信息，所述待拼接图片信息包括：待拼接图片、拍摄时间、河流摄像机位置，并将其存入待拼接图片集Q{Q1,Q2,
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,Qn}中，k个河流摄像机依次设置在河流正上方的横桥底面的同一水平线上，且每个河流摄像机的焦点均位于垂直于河流平面的垂线上；S2：将拍摄时间相同且河流摄像机位置不同的待拼接图片进行横向拼接，得到多张待识别图片，所述待识别图片为同一时间下河流摄像机采集到的河流断面图；S3：对待识别图片进行污染物识别，得到污染物的识别结果；S4：根据污染物的识别结果和河流的宽度构建一张在时间段T内的坐标横向断面图。2.根据权利要求1所述的一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，其特征在于，所述污染物的识别结果包括：污染物的坐标、污染物的种类，在S4中，根据污染物的坐标、污染物的种类和河流的宽度构建一张在时间段T内的坐标横向断面图的过程具体包括以下步骤：S41：构建一个以河流宽度作为X轴且以污染物数量作为Y轴的坐标系，并将该X轴根据预设宽度区间划分为多个预设宽度区间的坐标横向断面图；S42：将获取到的在时间段T内的污染物的坐标中的横坐标代入到X轴内，该横坐标落入到对应的预设宽度区间内，即将该污染物的种类代入到对应的预设宽度区间内；S43：根据预设宽度区间中污染物的种类进行不同污染物种类的数量统计；S44：当获取到下一时间段T内的污染物的识别结果，则重复上述步骤。3.根据权利要求1所述的一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，其特征在于，k个河流摄像机的设置过程具体为：获取横桥下对应的河流宽度H和河流摄像机的安装高度h，所述河流摄像机的安装高度为摄像机的焦点距离河流平面的高度；根据河流摄像机的安装高度h计算河流摄像机的视野长度a和视野宽度b；计算河流宽度H和视野宽度b的比值；判断所述比值是否为整数，若为整数，则k=H/b；若存在小数，则k=[H/b]+1。4.根据权利要求3所述的一种基于坐标横向断面图的河流漂浮污染物的监测方法，其特征在于，所述待拼接图片为河流断面图，在S1中，具体包括以下步骤：...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝纯，蒋先勇，李志刚，魏长江，李财，胡晓晨，税强，曹尔成，
申请(专利权)人：四川三思德科技有限公司，
类型：发明
国别省市：