基于单目视觉的无水尺水位测量方法

水位是水文监测的关键要素,其精准测量对洪涝灾害防御和水量计量具有重要的意义。随着智慧水利建设和视频设备的大规模部署,基于图像处理的水位识别方法发展迅速,是目前水利量测领域的前沿方向。本文提出了一种基于单目视觉的无水尺水位测量方法。该方法采用深度学习构建水面分割模型,自动从水岸图像中提取水位线;再根据相机标定得到的空间映射关系,结合断面约束,计算水位线像素坐标对应的三维空间坐标,进而处理得到水位值。该方法应用于室内河工模型水槽实验,水面分割准确,水位线平均错误分割像素个数为0.825,计算水位值的平均绝对误差约为1.5 mm,均方根误差约为1.9 mm。实验结果表明该方法准确测量了水位的变化过程。

基于北斗/GNSS-R的厘米级水位测量

水位变化监测是防洪抗旱的重点工作之一,全球导航卫星系统反射测量(Global Navigation Satellite System-Reflectome‐try,GNSS-R)技术已被证明可进行高精度、全天候、全天时的水位变化监测。我国北斗卫星导航系统(Beidou Navigation Satellite System,BDS)拥有丰富的频段数据,在GNSS-R遥感应用领域中具有广阔的应用前景。基于湖南省浏阳河流域建设的GNSS-R实验观测站数据,进一步研究了BDS在水位反演中的性能,分别采用频谱分析法和非线性拟合法对站点水位变化进行测量,并将实验结果与附近水文站的实测数据进行对比分析。结果表明,非线性拟合法相较于频谱分析法,水位测量精度大幅提升,均方根误差(RMSE)平均降低了66%,且多频数据融合后RMSE达到了1.8 cm,整体上BDS的水位反演性能与GPS相当。

基于无人机摄影图像的水位测量技术研究

现场测量水位对水利工程和水文预报有重要意义。本研究综合了无人机摄影测量和图像识别技术的优势,提出一种新的测量技术。利用无人机机载相机捕获水体在波动过程中的影像,采用图像识别技术对影像中的水面线进行识别和提取。利用参数校准计算测量段的连续水位,引入校正方法来抵消无人机漂移引起的误差。对某水电站进行现场实测试验,结果证明该方法可靠。

基于改进YOLOX的城市河道智能水位测量算法

针对目前基于深度学习水位测量算法存在特征信息提取不充分问题,提出一种基于改进YOLOX的城市河道水位智能测量算法。为了提高YOLOX对多类别密集目标的识别率,在特征融合网络中引入CBAM注意力机制,并采用基于计算目标框信息的损失函数D-IoU加快模型收敛。该算法利用改进后的YOLOX对水尺刻度进行识别与统计,并计算出水位值。试验表明提出的新算法对水尺刻度和数字的平均识别率分别达98.62%和92.23%,最终计算水位的平均误差为1.16 cm,较其他图像识别水位测量算法的平均误差减少了1.76 cm,可实现高精度智能测量城市河道的水位值。

标准双色水尺的图像法水位测量

图像法水位测量利用图像处理技术自动检测水位线并识别水尺读数,具有非接触测量、无温漂、结果可追溯、系统造价低等优点。然而受到户外视频监控系统在拍摄视角倾斜、成像分辨率低、光照条件复杂等方面的制约,水尺刻度及字符的检测和识别实际上存在较大困难,导致现有方法的稳定性和适宜性差。针对上述问题,从摄影测量的角度提出了一种解决方案。首先根据标准双色水尺的样式设计模板图像;然后通过人工选取的控制点建立感兴趣区域和模板图像间的透视投影变换关系,将水尺图像配准到正射坐标系下;接下来根据配准图像中设置的采样窗口计算自适应分割阈值将其二值化;最终在二值图像的水平投影曲线中检测水位线,并根据模板图像的物理分辨率将其坐标换算为水位测量值。在不同条件下开展了4组现场试验。结果表明,本方法对于日夜光照下拍摄的低分辨率图像均具有较好的鲁棒性,测量分辨率和精度分别达到1 mm和1 cm,满足水文测验的要求。

海洋波浪、潮汐和水位测量技术及其现状思考

随着海洋技术的进步,国内外对海洋要素的测量方法和手段日趋多样化。针对波浪、潮汐和水位的测量方法,按树状结构进行了分类,归纳各种测量原理及其优缺点,着重分析其中几种测量方法的技术难点,并结合该领域国内的技术现状探讨了其未来发展趋势。

平衡容器在锅炉汽包水位测量中的应用

论述了用平衡容器法测量锅炉汽包水位的原理和方法 ,介绍了应用此方法时对差压变送器的零点迁移。

基于图像处理的小型水库水位测量方法

针对目前水位测量方法中传统水尺需人工读数,雷达、超声波等水位自动化测量仪器需持续投入较高维护费用的问题,提出了一种基于图像处理技术的水位检测方法。首先人工采集并处理布设有标识物的大坝上游面图像,得到标识物在图像中的坐标位置及空间几何尺寸等参数;然后基于透视原理对坝坡图像进行透视变换,采用图像增强、带标记的分水岭分割等图像处理方法,自动检测识别大坝上游面水位线;最后根据几何相似原理推导出水位计算公式。试验结果表明,与人工检测的水位线结果对比,采用图像处理方法得到的水位线误差较小,可为多数小型水库水位的自动化测量提供一种新手段,在水库日常安全管理中具有应用推广价值。

双室平衡容器汽包水位测量及其补偿系统的应用

以实践为基础 ,对测量汽包水位中使用的双室平衡容器的工作原理与特性作了详细介绍。重点讨论了补偿系统的建立方法与步骤 ,同时指出了应用中的常见错误并提出了解决方案。

电站锅炉汽包水位测量研究进展

近年来,电站、仪器仪表生产单位及业内专家对锅炉汽包水位测量问题进行了较集中的研究,取得了显著的成果。内置式电极传感器、内置式平衡容器、高精度电极传感器、低偏差云母水位计和多测孔接管等测量装置的开发和应用解决了汽包水位测量的诸多问题,提高了测量精度。图像处理方法及虚拟仪器的应用提高了锅炉汽包水位测量的准确性和可靠性,且显示直观。软测量方法为锅炉汽包水位测量系统的进一步发展提供了新的思路。

机械式旋转脉冲水深水位测量装置的设计与应用

针对超声波、光电等水深水位传感器抗污染能力差,无法实现水深水位同时检测的问题,提出了一种机械式旋转脉冲水深水位测量装置,该测量装置分滚筒提升装置、夹紧装置和控制装置三部分。在重锤下降的过程中,通过实时检测光电编码器输出的旋转脉冲数可以得到重锤下降的位移、速度、加速度,找出重锤下降的加速度突变点,由此判断出蓄水池的水面和固液界面两个临界点,进而计算出蓄水池的水深、水位和沉淀物料厚度。测试结果表明:该装置抗污染能力强,在重锤为510 g、采样时间间隔为0.10 s时测量效果最佳,测量误差小于1%。

基于串口通信的河流模型水位测量系统的设计与实现

水位测量系统是基于PC机作为上位机、 4台单片机作为下位机的多机通信集散控制系统 ,文中阐述了一种新的实现上下位机间串口通信的方法 ,详细介绍了利用VC ++6 0开发的串口通信程序 ,并给出了主要源代码。经实践证明 ,系统稳定可靠。

锅炉汽包差压水位测量误差

锅炉汽包差压水位测量转换装置是具有补偿管段的双室平衡容器，虽然大大减小汽包工作压力对测量的影响，但当工作压力偏离额定压力和正常水位时仍能产生一定的测量误差。分析了工作压力对水位测量的影响，给出了设计补偿管段时工作压力参考，了数Ｐ１的选取参考，提出了锅炉运行时差压水位显示修正系数和修正值的计算方法。这对于水位差压转换装置的设计和现场司控人员都有实际意义。

基于单片机的无线水位测量控制系统

本文介绍利用单片机设计的无线水位测量、控制仪的方法和它的应用。着重介绍了无线射频技术和V/F转换技术的应用以及水位测量系统的设计方法。该系统也可以广泛应用于各种液位测量和控制的场合和其他方面的测量。

高精度水位测量仪设计与实现

高精度跟踪式水位测量仪是长江防洪模型测控系统中的基本仪器设备,实现0.1mm动态采样精度,低速现场总线中采样数据时间同步是关键。设计中通过探针极化等综合方法解决探针钝化等影响重复精度的问题;通过步进电机往返运动与光栅计数加权平均解决动态水文采样精度问题;通过数据同步设计解决时间同步问题。在实测中该设计各项技术指标均达到或超过设计要求。

灌区水位测量记录设备及安装技术

水位测量施测简单直观,易于为广大用水户所接受而且便于自动观测,因而在灌区水量计量乃至在整个灌区信息化建设中都占有十分重要的地位。目前我国灌区中水位监测采用的传感器依据输出量的不同主要分为模拟传感器和数字传感器,结合灌区的实际需求,由国家节水灌溉北京工程技术研究中心研制开发生产的WR-2000系列专利产品,可较好地与此连接,满足灌区水位测量、记录等需要。

高精度跟踪式水位测量仪的设计与实现

介绍了高精度跟踪式水位测量仪的工作原理、组成结构及设计实现。该测量仪采用Modbus通信协议,通过RS-485串行总线,可以单独或连网对各测量点的水位进行快速、实时的精确测量。分布在各测量点的水位测量仪(下位机)与PC机(上位机)组成非平衡主从式结构系统,上位机可以实现对多达140台下位机进行实时监控和数据信息的收集,系统最大通信距离可达1200m。

大容量锅炉锅筒两侧水位测量偏差问题的研究

大容量锅炉锅筒两侧普遍存在着水位测量偏差 ,影响着机组的安全运行 ,作者分析了水位偏差产生的根源 ,介绍了使用均压管降低测量偏差的经验和效果 ,给出了在设计和运行上防治水位测量偏差的措施。

汽包水位测量系统的合理配置

分析汽包水位监控保护测量系统按2套就地水位表、3套差压水位计配置(简称“5套配置”)的缺陷及采用“5套配置”的客观原因。介绍“多测孔接管”技术不需在汽包上开孔而增加独立取样测孔,解决了汽包原有水位测孔过少影响合理配置的难题及新型电接点水位测量筒高精度取样、高可靠性传感,使电接点水位计可靠地用于监视主表和保护。简介汽包水位测量系统优化配置原则与效果,建议尽早修订有关“5套配置”的规定。

一种新型的水位测量仪器——遥测电子水尺

遥测电子水尺是模拟传统的人工观测水尺 ,采用现代电子技术、通信技术、计算机技术研制的一种自动水位测量仪器。该仪器由遥测终端机和电子水尺两部分组成。遥测终端机控制电子水尺的工作 ,并完成数据的处理、发送 ,设备安装灵活方便 ,不需要测井 ,不受泥沙淤积、天气、温度等因素的影响 ,性能稳定可靠 。