基于視覺分析的淤積河道流量測量方法的研究.pdf

1、傳統(tǒng)的河道側(cè)流方法大部分是依靠測流船、鉛魚等設(shè)備通過人工定時(shí)讀取流道進(jìn)、出口處水尺得到水位值，然后通過查有關(guān)河道形狀、流態(tài)等參數(shù)對應(yīng)的曲線取修正參數(shù)后，借助于經(jīng)驗(yàn)公式，通過計(jì)算得到流量值。這種方法不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，不能連續(xù)或?qū)崟r(shí)計(jì)量，而且其準(zhǔn)確性也受到人為因素等影響。尤其是對于像黃河這種多泥沙河流，出于受到淤積情況的影響，其引水渠道河底形成淤積，渠道底面形成不規(guī)則的形狀，往往得不到較為理想的流量曲線，進(jìn)而影響測量結(jié)果，用傳統(tǒng)的測流方法無法完

2、成全自動(dòng)測流。本文針對這一情況，提出了一種計(jì)算機(jī)自動(dòng)視覺和測流鉛魚相結(jié)合的流量測量的新方法，解決了淤積河道無法全自動(dòng)測流的問題。利用計(jì)算機(jī)視覺在子像素分辨率下自動(dòng)分析河水表面的寬度，控制鉛魚沿橫向進(jìn)行多點(diǎn)的水深和流速的測量，從而得到淤積河道河水橫斷面的形狀，依此計(jì)算河水的瞬時(shí)流量。該方法已經(jīng)在黃河引水河道中得到了成功的應(yīng)用，應(yīng)用結(jié)果表明了該方法的有效性。 本文以位山引黃涵閘為實(shí)例，介紹基于視覺分析的淤積河道流量測量新方法。系統(tǒng)地

3、介紹了本課題的的設(shè)計(jì)思想、硬件構(gòu)成和軟件實(shí)現(xiàn)，其中重點(diǎn)敘述對視覺圖像的分析和處理。首先根據(jù)河邊圖像的特點(diǎn)，采用迭代閩值法對圖像進(jìn)行二值化，對二值化后的圖像利用形態(tài)學(xué)方法進(jìn)行濾波并進(jìn)行細(xì)化處理，除去非邊緣圖像，得到動(dòng)態(tài)水面的邊緣圖像，再采用HOUGH變換求得子像素分辨率下的河面邊緣和標(biāo)志桿的直線方程，從而自動(dòng)分析河水表面的寬度。再根據(jù)河面寬度，確定測點(diǎn)數(shù)及測點(diǎn)位置，利用PLC控制測流鉛魚，測量水深和瞬時(shí)流速，從而計(jì)算出瞬時(shí)流量。系統(tǒng)根據(jù)控