基于图像识别的远程水位监测系统研究

摘要

当前水安全和水资源问题已经成为影响社会和经济发展的重要因素之一，目前，国内许多水文站监测水位仍采用人工方法，该方法不但存在监测人员的人身安全问题，而且存在测量数据不准确、实时性不强等问题。
　　 针对这些问题，本文综合利用图像识别技术和无线通信技术开发了一种远程水位监测系统，系统利用图像识别技术对水位图像进行识别，通过无线通信网络将水位数据准确的传送到监控端，从而实现水位的实时远程自动监测，本文的主要研究内容如下：
　　 1.详细介绍了远程水位监测系统的总体设计，包括智能手机图像的采集，无线通信模块与计算机串口通信编程实现等。
　　 2.研究了两种水尺定位算法，一种是基于图像连通域分析和数学形态学的水尺定位算法，该算法通过提取图像连通量特征，并根据水尺先验特征进行限制对水尺进行定位；一种是基于水尺刻度颜色的水尺定位算法，该算法采用颜色分割的方法对水尺进行定位。
　　 3.研究了常用的倾斜角度检测方法，并给出了一种基于连通域最小矩形面积的水尺倾斜校正方法，该算法准确率高、速度快，适用于水尺的倾斜校正并满足系统实时性的要求。
　　 4.提出了一种水位识别方法，该方法通过灰度变换、水平边缘检测和k-means聚类等图像处理算法识别水位。