水位测量方法、装置、水尺及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种水位测量方法、装置、水尺及电子设备，水位测量方法包括：将水尺图像输入水尺位置识别模型，得到带有水尺位置框的图像；基于带有水尺位置框的图像，得到水尺位置框截图；将水尺位置框截图输入水尺分割模型，得到水尺头部图像和水尺测量部图像；基于水尺头部图像和水尺测量部图像，得到水尺信息和水位数据；水尺位置识别模型为以水尺图像为样本，以预先确定的水尺图像对应的带有水尺位置框的图像为样本标签训练得到；水尺分割模型为以水尺位置框截图为样本，以预先确定的水尺位置框截图对应的水尺头部图像和水尺测量部图像为样本标签训练得到。本发明专利技术提供的水位测量方法可实现水位的自动测量，并提高测量的实时性，准确性和全面性。准确性和全面性。准确性和全面性。

【技术实现步骤摘要】
水位测量方法、装置、水尺及电子设备


[0001]本专利技术涉及水位测量
，尤其涉及一种水位测量方法、装置、水尺及电子设备。

技术介绍

[0002]我国江河湖泊分布广泛，而水尺作为测量水位的标尺，在我国水利监测领域发挥着重要的作用，可用于观测地下水位和海洋潮汐水位的变化，其测量出的水位数值也可作为长江航道维护的重要参考指标，并指导过往船只合理载配，安全通行。在我国现有的数字航道条件下，自动水位站自动采集水位方式逐步取代人工观读方式，自动水位站采用气泡式水位计。但由于水温、水密和水位大幅变化，会打破气管压力与水位之间的平衡关系，从而影响水位采集的准确性。因此，目前通过人工观读水尺的水位与自动水位站采集的水位进行比测，是提高自动水位站采集水位准确率的最有效方法。
[0003]传统水尺水位测量方法通过将人工观读的水位与自动水位站采集的水位进行比测，从而获取最终水位。该方法一般分为观读、查阅水尺编号对应的水尺零点高程、计算水位和水位比测四个步骤。其中，水位观读采用多次观读水尺，一般在三分钟内完成，将多次观读结果中出现频率最高的水位观读结果作为最终观读数据；然后根据水尺桩的编号查询水尺桩的零点高程，将最终观读数据和零点高程相加，计算得出最终观读水位；最后将最终观读水位与自动水位站实时采集的水位进行比对，若两者之间的误差在预设范围内，如小于5厘米，则将人工观读水位作为正确水位，否则将自动水位站采集的水位作为正确水位。比测的频率越高水位数据越准确，每次比测需要专业人员到现场观读，个别航道处辖区水位配布比较密，工作量较大，由于需要人工进行计算，容易出错。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种水位测量方法、装置、水尺及电子设备，可以实现水位的自动测量，并且提高水位测量的实时性，准确性和全面性。
[0005]本专利技术提供一种水位测量方法，水位测量方法包括：
[0006]将水尺图像输入至水尺位置识别模型，得到带有水尺位置框的图像；
[0007]基于所述带有水尺位置框的图像，得到水尺位置框截图；
[0008]将所述水尺位置框截图输入至水尺分割模型，得到水尺头部图像和水尺测量部图像；
[0009]基于所述水尺头部图像和所述水尺测量部图像，得到水尺信息和水位数据；
[0010]其中，所述水尺位置识别模型为，以所述水尺图像为样本，以预先确定的水尺图像对应的带有水尺位置框的图像为样本标签，训练得到；
[0011]所述水尺分割模型为，以所述水尺位置框截图为样本，以预先确定的水尺位置框截图对应的水尺头部图像和水尺测量部图像为样本标签，训练得到。
[0012]根据本专利技术提供的水位测量方法，所述基于所述水尺头部图像和所述水尺测量部
图像，得到水尺信息和水位数据，包括：
[0013]基于所述水尺头部图像，在模板数据库中查询得到所述水尺信息；其中，所述模板数据库中包含有水尺头部与水尺信息的对应关系；
[0014]基于所述水尺测量部图像中的图案几何特征以及水平面位置，得到所述水位数据。
[0015]根据本专利技术提供的水位测量方法，所述基于所述水尺测量部图像中的图案几何特征以及水平面位置，得到所述水位数据，包括：
[0016]对所述水尺测量部图像进行边缘检测，获取水尺测量部图像图案中的多个目标关键点坐标；
[0017]基于所述多个目标关键点坐标，得到目标关键线段长度；
[0018]基于所述目标关键线段长度以及所述水平面位置，得到所述水位数据。
[0019]根据本专利技术提供的水位测量方法，还包括：
[0020]在得到所述带有水尺位置框的图像的情况下，对所述水尺位置框进行倾斜校正处理。
[0021]根据本专利技术提供的水位测量方法，所述对所述水尺位置框进行倾斜校正处理，包括：
[0022]基于所述水尺位置框与所述水尺测量部图像的竖直边之间的位置关系，得到所述水尺位置框的倾斜角度；
[0023]基于所述倾斜角度，对所述水尺位置框进行倾斜校正处理。
[0024]根据本专利技术提供的水位测量方法，还包括：
[0025]在得到所述水尺位置框截图的情况下，滤除所述水尺位置框截图的噪声。
[0026]本专利技术还提供一种水位测量装置，水位测量装置包括：
[0027]位置识别模块，用于将水尺图像输入至水尺位置识别模型，得到带有水尺位置框的图像；
[0028]位置框截图模块，用于基于所述带有水尺位置框的图像，得到水尺位置框截图；
[0029]截图分割模块，用于将所述水尺位置框截图输入至水尺分割模型，得到水尺头部图像和水尺测量部图像；
[0030]水位数据获取模块，用于基于所述水尺头部图像和所述水尺测量部图像，得到水尺信息和水位数据；
[0031]其中，所述水尺位置识别模型为，以所述水尺图像为样本，以预先确定的水尺图像对应的带有水尺位置框的图像为样本标签，训练得到；
[0032]所述水尺分割模型为，以所述水尺位置框截图为样本，以预先确定的水尺位置框截图对应的水尺头部图像和水尺测量部图像为样本标签，训练得到。
[0033]本专利技术还提供一种水尺，所述水尺应用于如上述任一种所述的水位测量方法中，所述水尺包括水尺头部，以及与所述水尺头部固定连接的水尺测量部；
[0034]所述水尺头部的表面设置有并排的多个条纹，且所述多个条纹包括颜色不同的两类条纹；
[0035]所述水尺测量部的表面设置有规则几何图案。本专利技术还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所
述程序时实现如上述任一种所述水位测量方法的步骤。
[0036]本专利技术还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述水位测量方法的步骤。
[0037]本专利技术提供的水位测量方法、装置、水尺及电子设备，采用了水尺位置识别模型和水尺分割模型对水尺图像进行处理，得到水尺头部图像和水尺测量部图像，再基于水尺头部图像和水尺测量部图像，得到水尺信息和水位数据，实现了水位测量的实时性，准确性和全面性。对水尺图像进行了两次深度学习训练，改善了以往的只进行一次的不足，提高了分割的精度和识别的准确性，具有很强的实际应用价值。
[0038]此外，由于传统的水位识别方法需要人工亲自到现场目测读数，存在较大人为误差，还存在一定的危险性。本专利技术提供的水位测量方法，改变了传统水尺水位获取方式，保证了相关人员的生命安全。
[0039]而且，本专利技术的提出的水位测量方法，基于水尺位置识别模型和水尺分割模型进行二次训练检测，具有很好的鲁棒性，对环境的适应性强。
附图说明
[0040]为了更清楚地说明本专利技术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一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种水位测量方法，其特征在于，包括：将水尺图像输入至水尺位置识别模型，得到带有水尺位置框的图像；基于所述带有水尺位置框的图像，得到水尺位置框截图；将所述水尺位置框截图输入至水尺分割模型，得到水尺头部图像和水尺测量部图像；基于所述水尺头部图像和所述水尺测量部图像，得到水尺信息和水位数据；其中，所述水尺位置识别模型为，以所述水尺图像为样本，以预先确定的水尺图像对应的带有水尺位置框的图像为样本标签，训练得到；所述水尺分割模型为，以所述水尺位置框截图为样本，以预先确定的水尺位置框截图对应的水尺头部图像和水尺测量部图像为样本标签，训练得到。2.根据权利要求1所述的水位测量方法，其特征在于，所述基于所述水尺头部图像和所述水尺测量部图像，得到水尺信息和水位数据，包括：基于所述水尺头部图像，在模板数据库中查询得到所述水尺信息；其中，所述模板数据库中包含有水尺头部与水尺信息的对应关系；基于所述水尺测量部图像中的图案几何特征以及水平面位置，得到所述水位数据。3.根据权利要求2所述的水位测量方法，其特征在于，所述基于所述水尺测量部图像中的图案几何特征以及水平面位置，得到所述水位数据，包括：对所述水尺测量部图像进行边缘检测，获取水尺测量部图像图案中的多个目标关键点坐标；基于所述多个目标关键点坐标，得到目标关键线段长度；基于所述目标关键线段长度以及所述水平面位置，得到所述水位数据。4.根据权利要求1
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3任一项所述的水位测量方法，其特征在于，还包括：在得到所述带有水尺位置框的图像的情况下，对所述水尺位置框进行倾斜校正处理。5.根据权利要求4所述的水位测量方法，其特征在于，所述对所述水尺位置框进行倾斜校正处理，包括：基于所述水尺位置框与所述水尺测量部图像的竖...

【专利技术属性】
技术研发人员：夏平，王峰，任强，雷帮军，
申请(专利权)人：湖北九感科技有限公司，
类型：发明
国别省市：