一种排水井水位监测方法技术

本发明专利技术涉及一种排水井水位监测方法

【技术实现步骤摘要】
一种排水井水位监测方法、装置、存储介质及系统


[0001]本专利技术涉及智能监测
，尤其涉及一种排水井水位监测方法
、
装置
、
存储介质及系统
。

技术介绍

[0002]城市排水系统是城市建设
、
环境保护
、
防洪排涝的重要基础设施，关系到社会经济稳定发展和人民生活的安定，在保障城市发展和安全运行中发挥着重要的作用
。
[0003]随着城市化的迅速发展，城市排水管网系统越来越复杂
、
越来越庞大，对排水管网的运行管理
、
养护管理
、
应急防汛和科学决策等提出了越来越高的要求
。
但由于在管网的运行管理上缺乏掌握排水管网真实运行状况的技术手段，在养护管理上难以评估排水管网的日常养护效果，在排水管网的水力分析和管理决策上缺少必要的数据支持，遇到紧急情况无法依据实时变化信息以制定相应的应急措施
。
依靠传统的管理手段已越来越不能满足排水管网的现代化管理需要
。
因此，对于井下水位的监测报警以及及时排水是非常重要的
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所要解决的技术问题是针对现有技术存在的问题，提供一种排水井水位监测方法
、
装置
、
存储介质及系统
。
[0005]为解决上述技术问题，本专利技术提供一种排水井水位监测方法，包括如下步骤：利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，计算得到距离多普勒图；根据预设相对功率阈值从所述距离多普勒图中筛选多个疑似目标对应的距离值；从多个所述疑似目标对应的距离值中剔除已知遮挡物对应的距离值；从剩余的多个所述疑似目标对应的距离值中选取最大相对功率值对应的距离值；当所述最大相对功率值对应的距离值不为零时，将所述最大相对功率值对应的距离值作为粗测距离值；对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值，将所述水位值实时上传至物联网平台，当水位值超过警戒线时，物联网平台发布预警
。
[0006]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种排水井水位监测装置，包括：
[0007]雷达测量模块，用于利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；
[0008]相干累加模块，用于对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，计算得到距离多普勒图；
[0009]疑似目标确定模块，用于根据预设相对功率阈值从所述距离多普勒图中筛选多个疑似目标对应的距离值；
[0010]遮挡物剔除模块，用于从多个所述疑似目标对应的距离值中剔除已知遮挡物对应的距离值；
[0011]粗测值确定模块，用于从剩余的多个所述疑似目标对应的距离值中选取最大相对功率值对应的距离值；当所述最大相对功率值对应的距离值不为零时，将所述最大相对功率值对应的距离值作为粗测距离值；
[0012]滤波处理模块，用于对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值，将所述水位值实时上传至物联网平台，当水位值超过警戒线时，物联网平台发布预警
。
[0013]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种排水井水位监测装置，包括：
[0014]毫米波雷达，用于向井下发射雷达信号，并获取雷达回波信号；
[0015]控制器，用于基于所述雷达回波信号执行上述技术方案提供的排水井水位监测方法
。
[0016]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种计算机可读存储介质，包括指令，当所述指令在计算机上运行时，使所述计算机执行上述技术方案提供的排水井水位监测方法
。
[0017]为解决上述技术问题，本专利技术还提供一种排水井水位监测系统，包括上述技术方案提供的排水井水位监测装置，还包括与所述排水井水位监测装置通信的物联网平台和
/
或智能终端
。
[0018]本专利技术的有益效果是：本专利技术基于毫米波雷达测量的原始数据进行数据分析重构，对雷达回波信号进行相干累加，明显地抑制噪声，增大信号幅值，从而实现信噪比的提高，剔除已知遮挡物的干扰，根据最大相对功率值确定水面对应的距离值，对粗测值进行卡尔曼滤波处理，极大提高了测量精度
。
[0019]本专利技术附加的方面及其优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本专利技术实践了解到
。
附图说明
[0020]图1为本专利技术实施例提供的排水井水位监测方法流程图；
[0021]图2为本专利技术实施例提供的距离多普勒图；
[0022]图3为本专利技术实施例提供的排水井水位监测装置构框图；
[0023]图4为本专利技术实施例提供的排水井水位监测系统对应的水位监测流程图
。
具体实施方式
[0024]以下通过特定的具体实例说明本公开的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本公开的其他优点与功效
。
显然，所描述的实施例仅仅是本公开的一部分实施例，而不是全部的实施例
。
本公开还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本公开的精神下进行各种修饰或改变
。
需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合
。
基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围
。
[0025]需要说明的是，下文描述在所附权利要求书的范围内的实施例的各种方面
。
应显而易见，本文中所描述的方面可体现于广泛多种形式中，且本文中所描述的任何特定结构及
/
或功能仅为说明性的
。
基于本公开，所属领域的技术人员应了解，本文中所描述的一个方面可与任何其它方面独立地实施，且可以各种方式组合这些方面中的两者或两者以上
。
举例来说，可使用本文中所阐述的任何数目个方面来实施设备及
/
或实践方法
。
另外，可使用除了本文中所阐述的方面中的一或多者之外的其它结构及
/
或功能性实施此设备及
/
或实践此方法
。
[0026]如图1所示，本专利技术实施例提供的排水井水位监测方法包括如下步骤
。
[0027]S1
，利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号
。
[0028]假设雷达测距系统的目标回波信号
R(t)
，可以表示为：
[0029]R(t)
＝
S(t)+N(t)
；
[0030]其中，
t
为时刻，
S(t)
为无噪声的有效信号，
N(t)
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种排水井水位监测方法，其特征在于，包括如下步骤：利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，计算得到距离多普勒图；根据预设相对功率阈值从所述距离多普勒图中筛选多个疑似目标对应的距离值；从多个所述疑似目标对应的距离值中剔除已知遮挡物对应的距离值；从剩余的多个所述疑似目标对应的距离值中选取最大相对功率值对应的距离值；当所述最大相对功率值对应的距离值不为零时，将所述最大相对功率值对应的距离值作为粗测距离值；对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值，将所述水位值实时上传至物联网平台，当水位值超过警戒线时，物联网平台发布预警
。2.
根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：当所述最大相对功率值对应的距离值为零时，将所述已知遮挡物对应的距离值作为粗测距离值
。3.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述对所述雷达回波信号进行脉冲间相干累加处理，公式如下：
R(t)
＝
S(t)+N(t)
；其中，
t
为时刻，
R(t)
为目标回波信号，
S(t)
为无噪声的有效信号，
N(t)
为噪声信号，
N
为累加次数，
i
代表第
i
簇雷达波
。4.
根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对所述粗测距离值进行卡尔曼滤波处理，迭代计算获得水位值时，当误差值小于预设误差值时停止迭代计算，得到最终水位值
。5.
一种排水井水位监测装置，其特征在于，包括：雷达测量模块，用于利用毫米波雷达向井下发射雷达信号，获取雷达回波信号；相干累加模块，用于对所述雷达回波信号进行脉冲间...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵翔，孙广存，王家伟，赵冰，徐乐，李向博，雷志刚，
申请(专利权)人：北京中关村智连安全科学研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：