【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及水文设施领域，具体涉及一种影像法则流装置及影像则流方法。
技术介绍
1、对内陆江河湖泊的流量进行在线监测有着重要意义。例如河流在线流量监测可实时掌握可用水资源、可通过水闸等调配县级市级流域水量、在山洪和台风期间掌握各河道流量防范天灾等。
2、现有的流量在线监测的方法有很多，例如目前较为常用的雷达测流方式，硬件设施有立杆、横臂、机箱、太阳能供电系统、采集设备、雷达流速仪、雷达水位计等。其是利用长度将传感器雷达流速仪和雷达水位计固定于河面上方，迎向水流，可同时监测河流表面流速和实时水位。再利用机箱内的采集传输设备rtu将实时数据接收处理后通过无线传输至远端的平台。可设置时间实时查看，阈值报警等。
3、但上述雷达测流应用于断面较宽的江河湖泊效果较差，例如1km以上的超宽断面，多个雷达传感器会产生累积误差，无法准确反应出断面流量。另外，现有的立杆、横臂、机箱等也不适用于桥面结构，不易安装。如果采用固定支架，后期维护、维修工作属于悬空的高空作业，危险系数大，难度高。
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，以提高流量监测的准确性，同时降低后续维护工作的难度。本专利技术提供了一种影像法则流装置，包括球形摄像机和活动支架；所述球形摄像机设有多个，每个球形摄像机均通过一个活动支架安装于桥体的左侧面或右侧面，进而使所有的球形摄像机等间距分布于一条直线上；
2、所述活动支架包括支撑杆、悬臂和电机；所述悬臂的下端与桥体固定连接以及悬臂的上端设有可转动的第
3、通过电机带动相应的第一齿轮转动，进而使支撑杆处于水平且球形摄像机竖直向下，或使支撑杆处于竖直且球形摄像机水平。
4、优选地，所述支撑杆的一端设有螺纹杆和适配的螺帽，所述套管套设于螺纹杆并通过螺帽轴向锁紧。为了防止球形摄像机围绕支撑杆转动，螺帽和顶丝双重锁紧，且连接牢固，不脱落。
5、优选地，所述悬臂的下端通过锚固板固定与桥体固定连接，且悬臂设有两个，所述第一齿轮通过转轴转动连接于两个悬臂之间。所述转轴与第一齿轮之间通过轴承转动连接。成对的悬臂足以承受球形摄像机和l型管的总重量，支撑牢固、稳定，长期支撑不会出现成图像错位、抖动等问题。
6、优选地，两个悬臂之间设有设备箱，所述电机密封于设备箱中。所述设备箱内设有可转动的第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，且第一齿轮的直径为第二齿轮的直径的十倍；所述第二齿轮与电机的输出轴传动连接。所述电机的输出轴设有同轴固定的蜗杆，所述第二齿轮的中心轴设有涡轮，且第二齿轮与涡轮同步转动；所述蜗杆与涡轮啮合，进而使电机带动第二齿轮转动。蜗杆涡轮传动具有单向传动的特性，只能由电机带动涡轮转动，而涡轮无法带动电机转动，电机采用抱闸式伺服电机，停转或断电后其输出轴止转锁死，可使球形摄像机在某个状态固定不动，例如保持竖直状态或水平状态。
7、优选地，所述设备箱中设有蓄电池和电控板，所述电机和蓄电池分别与电控板的输出端和输入端电连接。所述设备箱的侧面设有与电控板的输入端电连接的行程开关，所述第一齿轮的侧面设有与行程开关相对的拨杆，通过电机带动l型管处于水平状态，进而使拨杆与行程开关触碰；设备箱的顶部设有与电控板的输入端电连接的接收器。
8、本设备的有益效果在于：
9、1、沿着桥体的长度方向等间距安装多个球形摄像机，每隔100米安装一个球形摄像机，球形摄像机的具体数量根据桥体的长度而定。所有的球形摄像机联网进入影像法测流系统，每个球形摄像机采用逐线扫描的方式将捕捉水体气泡、漂浮物、水波纹等特征点信息，利用特殊算法计算出其单位时间内移动的距离，从而生成各条垂线流速，并将其监测的水面图像信息发送至后端影像法测流系统，所有的球形摄像机计算生成的平均流速进行汇总计算，再根据水位信息判断断面面积，为影像法测流系统提供准确的实时数据，经过数据处理后便可获得准确的实时流量。
10、2、每个支撑杆与悬臂采用转动连接，可通过电机转动以带动支撑杆处于水平状态，这时球形摄像机的摄像端朝下，即工作状态。如果需要对球形摄像机进行维护、维修等，可通过电机反转，将支撑杆竖直朝上，从而使球形摄像机摆动至桥边护栏以上的位置，工作人员站在桥面上便能轻松完成维修、维护工作，避免了悬空作业、高空作业，即降低了安装、维修难度。
11、本专利技术还提供了一种影像则流方法，应用于上述的影像法则流装置，包括远程服务器，所有的电控板分别与远程服务器电连接，步骤如下：
12、s1、通过远程服务器或与接收器匹配的无线遥控器，向电控板发送指令，每个活动支架的电机正转，蜗杆带动涡轮转动，与涡轮同轴转动的第二齿轮带动第二齿轮转动，第二齿轮使对应的支撑杆处于水平且球形摄像机竖直向下；
13、s2、远程服务器或无线遥控器调整每个球形摄像机的摄像范围，使所有的球形摄像机的图像依次相连，并横向覆盖整个水面；
14、s3、每个球形摄像机将拍摄的实时画面发送至远程服务器；
15、s4、远程服务器对所有的球形摄像机进行内参标定，通过世界坐标和其对应的图像坐标，获得球形摄像机内部参数的过程，包含各变倍下标定图像的采集，各变倍下内参的计算和数据拟合三个部分；
16、s41、标定图像的采集是对标定板图像进行采集；
17、s42、得到标定图像后，计算球形摄像机在此变倍下内参参数是根据相机模型中世界坐标系、相机坐标系、图像坐标系和像素坐标系四个坐标系的关系，计算出所需要的内参f_x，f_y，u_0，v_0，依照相机模型中的坐标系关系图；
18、s43、通过s42对球形摄像机在不同变倍下的内参进行标定，得到多组变倍下的内参参数数据，对这些数据进行统计，可以得出f_x，f_y分别与变倍z成线性关系，u_0，v_0为常量，分别对f_x，f_y其值进行直线拟合，得出两条直线方程，用于计算各变倍下相机的内参参数，方程如下：
19、f_x＝a_1 "z"+b_1 (1)
20、f_y＝a_2 "z"+b_2 (2)
21、其中z为当前相机的变倍倍数；
22、s5、河面特征点检测和匹配，采用基于sift特征的角点检测的方法，对相邻两帧水面图像上漂浮物、气泡或者明显波纹形成的角点进行检测，然后对检测到的特征点进行sift特征提取，得到相应的描述子，用sift特征描述子对前后帧检测到的角点进行匹配；得到匹配特征点后，再对特征点进行筛选，筛选分为三个步骤；
23、s51、根据基于sift特征匹配得到的匹配度进行排序，取匹配度较高的前n个点进行下一步的筛选；
24、s52、计算每对匹配点连线的斜率，由于水流速方向为横向流速，斜率较本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种影像法则流装置，其特征在于：包括球形摄像机和活动支架；所述球形摄像机设有多个，每个球形摄像机均通过一个活动支架安装于桥体的左侧面或右侧面，进而使所有的球形摄像机等间距分布于一条直线上；
2.根据权利要求1所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述支撑杆的一端设有螺纹杆和适配的螺帽，所述套管套设于螺纹杆并通过螺帽轴向锁紧。
3.根据权利要求1所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述悬臂的下端通过锚固板固定与桥体固定连接，且悬臂设有两个，所述第一齿轮通过转轴转动连接于两个悬臂之间。
4.根据权利要求3所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述转轴与第一齿轮之间通过轴承转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种影像法则流装置，其特征在于：两个悬臂之间设有设备箱，所述电机密封于设备箱中。
6.根据权利要求5所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述设备箱内设有可转动的第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮合，且第一齿轮的直径为第二齿轮的直径的十倍；所述第二齿轮与电机的输出轴传动连接。
7.根据权利要求6所述的一种影像
8.根据权利要求7所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述设备箱中设有蓄电池和电控板，所述电机和蓄电池分别与电控板的输出端和输入端电连接。
9.根据权利要求8所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述设备箱的侧面设有与电控板的输入端电连接的行程开关，所述第一齿轮的侧面设有与行程开关相对的拨杆，通过电机带动L型管处于水平状态，进而使拨杆与行程开关触碰；设备箱的顶部设有与电控板的输入端电连接的接收器。
10.一种影像则流方法，其特征在于：应用于权利要求9所述的影像法则流装置，包括远程服务器，所有的电控板分别与远程服务器电连接，步骤如下：
...【技术特征摘要】
1.一种影像法则流装置，其特征在于：包括球形摄像机和活动支架；所述球形摄像机设有多个，每个球形摄像机均通过一个活动支架安装于桥体的左侧面或右侧面，进而使所有的球形摄像机等间距分布于一条直线上；
2.根据权利要求1所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述支撑杆的一端设有螺纹杆和适配的螺帽，所述套管套设于螺纹杆并通过螺帽轴向锁紧。
3.根据权利要求1所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述悬臂的下端通过锚固板固定与桥体固定连接，且悬臂设有两个，所述第一齿轮通过转轴转动连接于两个悬臂之间。
4.根据权利要求3所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述转轴与第一齿轮之间通过轴承转动连接。
5.根据权利要求1所述的一种影像法则流装置，其特征在于：两个悬臂之间设有设备箱，所述电机密封于设备箱中。
6.根据权利要求5所述的一种影像法则流装置，其特征在于：所述设备箱内设有可转动的第二齿轮，第二齿轮与第一齿轮啮...
【专利技术属性】
技术研发人员：雷成茂，牛茂苍，王志勇，孙建民，张曦明，吴幸华，韩宇，杨国伟，雷鹏明，贺俊华，王建婷，姚璟，祝许珂，李承挺，周正华，
申请(专利权)人：黄河水利委员会河南水文水资源局，
类型：发明
国别省市：
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