基于数字图像的水位识别系统及其方法

摘要

为了有效监控水情，给水利和农业生产灌溉提供及时有效的指导信息，设计了一种基于数字图像的水位识别系统．该系统将红色的球形浮标置于垂直于水面的固定杆上，水位变化引起球形浮标上下变化，所拍摄图像上浮标的相对位置也出现变化，从而可通过图像处理获得水位信息．针对所设计的水位识别系统，提出基于红色色域和球形特征的自适应球形浮标目标提取算法和球心坐标计算和校正算法，用以求得浮标球心的准确坐标位置，并通过球心坐标和水位之间的换算公式，最终计算得到当前水位高度数据．现场试验结果表明，在采用6．0×106 pixel摄像头，拍摄高度为71 cm，摄像头和固定杆距离为282 cm 的条件下，该系统最大测量误差为0.21691 cm，低于国标（GB/T 50138-2010）所规定的1 cm误差．该系统无需专用昂贵的水位计或复杂的传感器技术，成本较低；以浮标为检索目标，使此法不受水温、水质、含沙量等外界干扰因素的影响，适用性更强；系统组成简单，安装方便，易于使用．