【技术实现步骤摘要】
本申请涉及激光，特别涉及一种基于激光测距的水位及宽度测量方法及系统。
技术介绍
1、江河、湖泊等水体会因季节、天气等自然条件变化，产生水位、宽度的变化，由于水体的水位乃至宽度等水文资料，在水位流量关系的研究中和在河流泥沙、冰情等的分析中都是重要的基本资料，因此进行水体的水位、宽度测量，对水文监测至关重要。
2、能够进行水位监测的设备包括水尺和水位仪等设备，其中水尺通过实际读数和水尺零点高程获取水位信息，而水位计则是利用浮子、压力和声波等原理对水面涨落变化信息进行监测。但在监测过程中，通过水尺或水位仪监测水体情况，会出现水位信息和河流宽度信息无法通过同样设备同时获取的问题，增加了河流监测的成本。
技术实现思路
1、本申请提供一种基于激光测距的水位及宽度测量方法及系统，以解决水体的水位信息和河流宽度信息无法通过同样设备同时获取的问题。
2、根据本申请实施例的第一方面，提供一种基于激光测距的水位及宽度测量方法，包括：向待测量水体发送第一测量光并记录第一测量光的发射角度；接收第一反射光，第一反射光包括第一测量光的反射光；根据第一反射光的光强，获取测量角度范围；根据测量角度范围，获取第一角度和第二角度；第一角度为测量角度范围中的最小值，第二角度为测量角度范围中的最大值；分别发送第二测量光和第三测量光；第二测量光的发射角度为第一角度，第三测量光的发射角度为第二角度；接收第二反射光和第三反射光，并记录测量时长；第二反射光包括第二测量光的反射光，第三反射光包括第三测量光的反
3、这样，可通过调节测量光的发射角度，对待测量水体和周边进行测量，从而确定待测量水体的位置，进而通过分别向水体中靠近测量光源的一侧和水体中远离测量光源的一侧发送测量光，以同时得到水体的宽度和当前的水位，提高水体数据的获取效率，降低水文监测设备的系统复杂程度。
4、在一种可行的实施方式中，向待测量水体发送第一测量光并记录第一测量光的发射角度，包括；分别向待测量水体发射多个第一测量光，多个第一测量光的发射角度不同；记录多个第一测量光的发射角度。这样，通过多个发射角度不同的第一测量光可对环境中的水体进行检测，便于后续进行水面宽度、水位信息的测量，提高水位、宽度测量的准确性。
5、在一种可行的实施方式中，根据第一反射光的光强，获取测量角度范围，包括：分别获取多个第一测量光对应的第一反射光的光强；若第一反射光的光强大于光强阈值，则获取测量光集合和测量光集合的发射角度；测量光集合包括对应于每个光强大于光强阈值的第一反射光对应的第一测量光；根据测量光集合中测量光的发射角度，获取测量角度范围。这样，通过对接收的反射光的光强进行分析，从而对待测量水体的待测量区域进行标定，提高水位、宽度测量的准确性。
6、在一种可行的实施方式中，在根据测量光集合中测量光的发射角度，获取测量角度范围之前，包括：向待测量水体发送多个第四测量光并记录多个第四测量光的发射角度；第四测量光的发射角度位于测量角度范围外；接收多个第四反射光，多个第四反射光包括多个第四测量光的反射光；分别获取多个第四测量光对应的第四反射光的光强；若多个第四反射光的光强均小于或等于光强阈值，则确定测量光集合；若多个第四反射光中至少一个第四反射光的光强大于光强阈值，则更新测量光集合。这样，可对通过第一测量光得到的测量角度范围进行验证，提高待测量水体的区域标定的准确性，进而提高对河面宽度测量的准确性。
7、在一种可行的实施方式中，分别发送第二测量光和第三测量光，包括：调节测量光的发射角度至第一角度，发送第二测量光并记录第一发送时间；调节测量光的发射角度至第二角度，发送第三测量光并记录第二发送时间。这样，可通过记录第二测量光和第三测量光的发送时间，来为后续的测量光传输距离提供运算基础，以实现对水位、宽度的测量。
8、在一种可行的实施方式中，接收第二反射光和第三反射光，并记录测量时长，包括：接收第二反射光，并记录第二反射光的第一返回时间；接收第三反射光，并记录第三反射光的第二返回时间；根据第一发送时间和第一返回时间，计算第二测量光的第一测量时长；根据第二发送时间和第二返回时间，计算第三测量光的第二测量时长。这样，可得到第二测量光和第三测量光的测量时长，来为后续的测量光传输距离提供运算基础，实现对水位、宽度的测量。
9、在一种可行的实施方式中，根据测量时长和测量光源的海拔高度，计算待测量水体的水位和宽度，包括：根据第一测量时长和第二测量时长，分别计算第二测量光和第三测量光的传输距离；根据第二测量光和第三测量光的传输距离和发射角度，计算待测量水体的宽度以及待测量水体与测量光源的高度差；根据测量光源的海拔高度和高度差，计算待测量水体的水位。这样，可对水体的宽度和水位进行计算，实现测量的目的，且通过测量光的传输距离进行计算，运算过程简洁，提高了测量效率。
10、在一种可行的实施方式中，第一测量光的波长位于1350nm至1450nm，接收第一反射光，包括：对接收的反射光进行滤波，以获取对应于第一测量光波长的第一反射光。这样，能够对环境中的背景光进行滤除，减少乃至避免白天应用该方法进行水体测量时，太阳光对测量的干扰，提高测量的抗干扰性，提高测量的准确性。
11、在一种可行的实施方式中，第二测量光和第三测量光的波长与第一测量光的波长相同，接收第二反射光和第三反射光，还包括：对接收的反射光进行滤波，以获取对应于第二测量光和第三测量光波长的第二反射光和第三反射光。这样，能够对环境中的背景光进行滤除，减少乃至避免白天应用该方法进行水体测量时，太阳光对测量的干扰，提高测量的抗干扰性，提高测量的准确性。
12、根据本申请实施例的第二方面，提供一种基于激光测距的水位及宽度测量系统，应用于如前述中的任一种方法，该系统包括：测量光源，用于发送测量光；接收器，用于接收反射光；角度调节装置，用于调节测量光源的发射角度；处理器，用于记录发送测量光和接收反射光的时间，以及计算待测量水体的水位和宽度；竖杆，测量光源、接收器、处理器和角度调节装置设置在竖杆顶端。这样，通过竖杆可将用于测量的设备放置在高处，从而在角度调节装置在调节角度后，使测量光源发送的不同角度的测量光能够对水体进行测量，使该系统能够对较宽的水体进行测量。
13、在一种可行的实施方式中，该系统还包括：滤波器，滤波器与接收器连接，滤波器用于滤除背景光。这样，能够对环境中的背景光进行滤除，减少乃至避免白天应用该方法进行水体测量时，太阳光对测量的干扰，提高测量的抗干扰性，提高测量的准确性。
14、由以上技术方案可知，本申请提供一种基于激光测距的水位及宽度测量方法，包括首先向待测量水体发送第一测量光并记录发射角度，接收第一测量光对应的第一反射光，而后根据第一反射光的光强，获取测量角度范围，并获取第一角度和第二角度，根据第一角度和第二角度分别发送第二测量光和第三测量光，再接收第二反射光本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于激光测距的水位及宽度测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向待测量水体发送第一测量光并记录所述第一测量光的发射角度，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一反射光的光强，获取测量角度范围，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述测量光集合中测量光的发射角度，获取所述测量角度范围之前，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别发送第二测量光和第三测量光，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收第二反射光和第三反射光，并记录测量时长，包括：
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量时长和测量光源的海拔高度，计算所述待测量水体的水位和宽度，包括：
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一测量光的波长位于1350nm至1450nm，所述接收第一反射光，包括：
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述第二测量光和所述第三测量光的波
10.一种基于激光测距的水位及宽度测量系统，其特征在于，应用于如权利要求1-9中任一种方法，所述系统包括：
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于激光测距的水位及宽度测量方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述向待测量水体发送第一测量光并记录所述第一测量光的发射角度，包括：
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述第一反射光的光强，获取测量角度范围，包括：
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在所述根据所述测量光集合中测量光的发射角度，获取所述测量角度范围之前，包括：
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述分别发送第二测量光和第三测量光，包括：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述接收第二反射光和第三反射光，并记录测量时长，包...
【专利技术属性】
技术研发人员：张冀生，赵胜男，郭飞虎，
申请(专利权)人：华海智汇技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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