一种基于图像识别的清污系统的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于图像识别的清污系统，包括：摄像头，固定设置在建筑物上，用于拍摄渠道中水面上所堆积漂浮物的图片；图片处理器，用于获取摄像头所拍摄的水面图片，并解析水面图片以获得渠道中水面是否存在漂浮物等垃圾；PLC控制器，用于从图片处理器获取水面漂浮物的图片信息，并根据图片信息产生控制指令；清污设备，设置在渠道闸门前，用于根据控制指令清理渠道中的漂浮物；闸门启闭设备，设置在清污设备的下游处，用于根据控制指令控制闸门启闭设备中的闸门的升降，以改变渠道的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向清污设备流动。通过上述方式，本发明能够自动对渠道水面上的漂浮物进行清污，省时又省力，且工作效率高。
【专利说明】
一种基于图像识别的清污系统
技术领域
[0001]本发明涉及水利自动化技术领域，特别是涉及一种基于图像识别的清污系统。
【背景技术】
[0002]随着不可再生能源的日益枯竭和环境的污染，清洁能源和可再生能源越来越受到人们的关注与重视，水作为一种无污染的能源形式越来越得到人们的认可，其可发电，也可供人们饮食或灌溉。当前，水库或水坝大多数会存储大量水，这些水即可发电也可供人饮食或灌溉。由于水库或水坝会存储大量水，因此无可避免会产生一些漂浮物，这些漂浮物大多数为上游的生活垃圾，不仅给生态环境有很大影响，而且对发电和饮食或灌溉也存在危害。现有技术中，为了解决上述问题，多采用人工机器打捞的方式，即每个一段时间后都会进行清污，但是这种方式所带来的代价是:需要人为操作，耗时耗力，且工作效率低。
【发明内容】
[0003]本发明主要解决的技术问题是提供一种基于图像识别的清污系统，其能够解决现有技术中清污漂浮物效率低的问题。
[0004]为解决上述技术问题，本发明采用的一个技术方案是:提供一种基于图像识别的清污系统，包括:摄像头，固定设置在建筑物上，用于拍摄渠道中水面上所堆积漂浮物的图片；图片处理器，用于获取摄像头所拍摄的水面图片，并解析水面图片以获得渠道中水面是否存在漂浮物;PLC控制器，用于从图片处理器获取图片信息，并根据图片信息产生控制指令;清污设备，与PLC控制器连接，设置在渠道中的闸门前，用于根据控制指令清污渠道中的漂浮物;闸门启闭设备，与PLC控制器连接，设置在清污设备的下游处，用于根据控制指令控制闸门启闭设备中的闸门的升降，以改变渠道的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向清污设备流动;其中，摄像头设置设置在用于闸门启闭设备或清污设备的建筑物上，以全方位拍摄渠道中的漂浮物堆放情况。
[0005]本发明的有益效果是:区别于现有技术的情况，本发明的基于图像识别的清污系统包括:摄像头，固定设置在建筑物上，用于拍摄渠中水面上所堆积漂浮物的图片；图片处理器，用于获取摄像头所拍摄的图片，并解析图片以获得渠道中是否存在漂浮物;PLC控制器，用于从图片处理器获取图片信息，并根据图片信息产生控制指令;清污设备，与PLC控制器连接，设置在渠道闸门前，用于根据控制指令清污渠道中的漂浮物；闸门启闭设备，与PLC控制器连接，设置在清污设备的下游处，用于根据控制指令控制闸门启闭设备中的闸门的升降，以改变渠道的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向清污设备流动。通过上述方式，本发明能够自动拍摄渠道中的漂浮物堆积图片，并根据图片自动对水面上的漂浮物进行清污，省时又省力，且工作效率高。
【附图说明】
[0006]图1是本发明基于图像识别的清污系统的结构示意图；
[0007]图2是本发明基于图像识别的清污系统的第一结构示意图；
[0008]图3是本发明基于图像识别的清污系统的第二结构示意图。
【具体实施方式】
[0009]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0010]如图1-图3所示，图1是本发明基于图像识别的清污系统的结构示意图，图2是本发明基于图像识别的清污系统的第一结构示意图，图3是本发明基于图像识别的清污系统的第二结构示意图。该系统包括摄像头11、图像处理器12、PLC控制器13、清污设备14和闸门启闭设备15。
[0011]摄像头11固定设置在建筑物103上，用于拍摄渠道中水面上所堆积漂浮物的图片。具体地，摄像头11周期性拍摄渠道中水面上所堆积漂浮物的图片。应理解，该系统包括多个摄像头支架，多个摄像头支架分别固定设置在渠道中闸门启闭设备15、清污设备14的建筑物103上，摄像头11固定设置在摄像头支架上。具体地，摄像头支架包括水平固定设置在建筑物的水平支撑架和支撑在水平支撑架下侧的倾斜支撑架。其中，倾斜支撑架的一端固定在建筑物上，倾斜支撑架的另一端固定在水平支撑架下侧。在本实施例中，倾斜支撑架与水平支撑架和倾斜支撑架之间所形成的角度为45度。
[0012]图片处理器12用于获取摄像头所拍摄的水面图片，并解析水面图片以获得渠道中是否存在漂浮物。具体地，图片处理器12用于解析出水面图片中预定区域的漂浮物101所占据水面102的面积的比例，并判断比例是否大于预设比例，且在确定比例大于预设比例时确定水面图片存在较多的漂浮物，在确定比例没有大于预设比例时确定水面图片不存在较多的漂浮物。也就是说，图片处理器12从水面图片中还原实际渠道中水面上的在预定区域的漂浮物101所占据水面102的面积比例，然后通过此比例判断水面上是否存在较多的漂浮物。其中预定区域为用户设定的值，具体需要根据实际情况而定。
[0013]PLC控制器13用于从图片处理器12获取图片信息(即水面图片的信息)，并根据图片信息产生控制指令。具体地，PLC控制器13从图片处理器12获取信息为较多漂浮物，并产生与较多漂浮物相对应的第一控制指令;PLC控制器从图片处理器12获取信息为较少漂浮物，并产生与较少漂浮物相对应的第二控制指令。
[0014]清污设备14与PLC控制器13连接，设置在水坝10的渠道中，用于根据控制指令清污渠道中的漂浮物101。具体地，清污设备14包括多个并排设置在渠道中的清污机14a，闸门启闭设备15中的闸门15a—一与清污机14a对应。
[0015]PLC控制器13产生第一控制指令至清污设备14时，清污设备14启动与第一控制指令相对应数量的清污机14a清污渠道中的漂浮物。LC控制器13产生第二控制指令至清污设备14时，清污设备14启动与第二控制指令相对应数量的清污机14a清污渠道中的漂浮物。其中第二控制指令对应的清污机14a的数量比第一控制指令对应的清污机14a的数量少。也就是说，较多漂浮物时，只需要打开多量的清污机清污漂浮物，较少漂浮物时，只需要打开少量的清污机清污漂浮物。
[0016]在本实施例中，清污机14a的上流设有过滤网，用于将体积较小的垃圾过滤掉。其中，过滤网的孔的面积小于5平方厘米，也就是说，本发明所描述的垃圾的体积较大，清污机14a主要清污的垃圾的体积大于5立方厘米以上。
[0017]闸门启闭设备15与PLC控制器13连接，设置在清污设备14的下游处，具体地，闸门启闭设备15与清污设备14相邻设置，闸门启闭设备15用于根据控制指令控制闸门启闭设备15中的闸门15a的升降，以改变渠道的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向清污设备14流动。具体地，PLC控制器13产生第一控制指令至闸门启闭设备15时，闸门启闭设备15上升与第一控制指令相对应数量的闸门15a，以改变该闸门15a所对应的的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向该闸门15a对应的清污机14a流动。PLC控制器13产生第二控制指令至闸门启闭设备15时，闸门启闭设备15上升与第二控制指令相对应数量的闸门15a，以改变该闸门15a所对应的的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向该闸门15a对应的清污机14a流动。也就是说，闸门15a与清污机14a也是一一对应的，清污机14a工作时，其对应的闸门15a也要打开。
[0018]在本实施例中，每一清污机14a设有摄像头11，这样可以使得摄像头11拍摄清污机14a对应区域的漂浮物堆积情况。且建筑物103上也是间隔设有多个摄像头11，这些摄像头11朝向水面，用于拍摄水面上的漂浮物堆积情况。
[0019]值得注意的是，上述的方式是直接通过漂浮物101占水面102的面积来判断水面是否存在较多的漂浮物，而在一些特殊情况下，由于存在水流流动，因此往往是很多漂浮物是堆积在闸门附近的，因此，在一些实施例中，图片处理器12还用于通过图片判断渠道中靠近漂浮物的清污机序号，以使得PLC控制器13优先控制靠近漂浮物的清污机清污漂浮物，即哪个清污机附件的漂浮物越多，则需打开此闸门。举例而言，图片处理器12通过图片判断渠道中靠近漂浮物的清污机序号为1、2、7和8，则将序号为1、2、7和8的清污机发送给PLC控制器13，PLC控制器13发送启动指令至序号为1、2、7和8的清污机，以使得序号为1、2、7和8的清污机开始工作，同时PLC控制器13还发送启动指令至与序号为1、2、7和8的清污机对应的闸门14a，使得与序号为1、2、7和8的清污机对应的闸门14a打开。
[0020]值得注意的是，上述的摄像头11主要用于拍摄水面上的漂浮物的图片，即直接通过图片来判断水面上的漂浮物多或少，因此，在本实施例中，该清污系统还包括多个防水摄像头，多个防水摄像头分别固定设置在固定闸门启闭设备15或清污设备14的水面下的建筑物上，用于周期性拍摄渠道中水面下所堆积漂浮物或水面下所沉积的垃圾的图片。而图片处理器12获取防水摄像头所拍摄的图片，并解析出图片中预定区域的水面下的漂浮物或水面下所沉积的垃圾所占据水面的面积的比例，并判断比例是否大于预设比例。也就是说，图片处理器12从图片中还原实际渠道中水面下的在预定区域的漂浮物或水面下所沉积的垃圾所占据水面面积的比例，然后通过此比例判断水面下是否存在较多的漂浮物或垃圾。其中预定体积为用户设定的值，具体需要根据实际情况而定。
[0021 ]本实施例通过检测漂浮物在渠道中的堆积情况，如果漂浮物越多，则清污机工作的数量也越多，而闸门打开的数量也越多，且打开闸门的程度也大，这样水流快，将漂浮物快速带至清污机并进行清污;如果漂浮物比较少，则清污机工作的数量也越少，而闸门打开的数量也越少。
[0022]综上，本发明的基于图像识别的清污系统包括:摄像头，固定设置在建筑物上，用于拍摄渠道中水面上所堆积漂浮物的图片；图片处理器，用于获取摄像头所拍摄的图片，并解析图片以获得渠道中是否存在漂浮物;PLC控制器，用于从图片处理器获取水面信息，并根据图片信息产生控制指令;清污设备，与PLC控制器连接，设置在渠道闸门前，用于根据控制指令清污渠道中的漂浮物；闸门启闭设备，与PLC控制器连接，设置在清污设备的下游处，用于根据控制指令控制闸门启闭设备中的闸门的升降，以改变渠道的水流量，从而带动渠道中的漂浮物朝向清污设备流动。通过上述方式，本发明能够自动拍摄渠道中的漂浮物堆积图片，并根据图片自动对水面上的漂浮物进行清理，省时又省力，且工作效率高。
[0023]以上所述仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
【主权项】
1.一种基于图像识别的清污系统，其特征在于，包括: 摄像头，固定设置在建筑物上，用于拍摄所述渠道中水面上所堆积漂浮物的水面图片； 图片处理器，用于获取所述摄像头所拍摄的所述水面图片，并解析所述水面图片以获得所述渠道中水面是否存在漂浮物； PLC控制器，用于从所述图片处理器获取所述图片信息，并根据所述图片信息产生控制指令； 清污设备，与所述PLC控制器连接，设置在所述渠道中的闸门前，用于根据所述控制指令清污所述渠道中的漂浮物； 闸门启闭设备，与所述PLC控制器连接，设置在所述清污设备的下游处，用于根据所述控制指令控制所述闸门启闭设备中的闸门的升降，以改变所述渠道的水流量，从而带动所述渠道中的漂浮物朝向所述清污设备流动； 其中，所述摄像头设置在所述闸门启闭设备或所述清污设备的建筑物上，以全方位拍摄所述渠道中的漂浮物堆放情况。2.根据权利要求1所述的清污系统，其特征在于，还包括: 多个摄像头支架，分别固定在所述闸门启闭设备或所述清污设备的建筑物上。3.根据权利要求2所述的清污系统，其特征在于，所述摄像头固定设置在所述摄像头支架上。4.根据权利要求3所述的清污系统，其特征在于，所述图片处理器用于解析出所述水面图片中预定区域的漂浮物所占据所述水面的面积的比例，并判断所述比例是否大于预设比例，且在确定所述比例大于所述预设比例时确定所述水面图片存在较多的漂浮物，在确定所述比例没有大于所述预设比例时确定所述水面图片不存在较多的漂浮物。5.根据权利要求4所述的清污系统，其特征在于，所述清污设备包括多个并排设置在所述渠道中的清污机，所述闸门一一与所述清污机对应， 所述PLC控制器用于从所述图片处理器获取所述水面图片存在较多的漂浮物，并产生与所述较多的漂浮物图片相对应的第一控制指令； 所述清污设备用于启动与所述第一控制指令相对应数量的所述清污机清污所述渠道中的漂浮物； 所述闸门启闭设备用于上升与所述第一控制指令相对应数量的闸门，以改变该闸门所对应的的水流量，从而带动所述渠道中的漂浮物朝向该闸门对应的所述清污机流动。6.根据权利要求5所述的清污系统，其特征在于，所述PLC控制器用于从所述图片处理器获取所述水面图片不存在较多的漂浮物，并产生与所述图片信息相对应的第二控制指令； 所述清污设备用于启动与所述第二控制指令相对应数量的所述清污机清污所述渠道中的漂浮物，其中所述第二控制指令对应的所述清污机的数量比所述第一控制指令对应的所述清污机的数量少； 所述闸门启闭设备用于上升与所述第二控制指令相对应数量的闸门，以改变该闸门所对应的的水流量，从而带动所述渠道中的漂浮物朝向该闸门对应的所述清污机流动。7.根据权利要求6所述的清污系统，其特征在于，所述图片处理器还用于通过所述水面图片判断所述渠道中靠近漂浮物的清污机序号，以使得所述PLC控制器优先控制靠近漂浮物的所述清污机清污漂浮物。8.根据权利要求7所述的清污系统，其特征在于，所述清污系统还包括多个防水摄像头，分别固定设置在所述渠道中的水面下的两侧以及用于固定所述闸门启闭设备或所述清污设备水面下的建筑物上，用于拍摄所述渠道中水面下所堆积漂浮物的图片。9.根据权利要求8所述的清污系统，其特征在于，所述图片处理器获取所述防水摄像头所拍摄的图片，并解析出所述图片中预定区域的水面下的漂浮物所占据水面的面积的比例，并判断所述比例是否大于预设比例，且在确定所述比例大于所述预设比例时确定所述水面图片存在较多的漂浮物，在确定所述比例没有大于所述预设比例时确定所述水面图片不存在较多的漂浮物。
【文档编号】G06K9/62GK106049389SQ201610564613
【公开日】2016年10月26日
【申请日】2016年7月12日
【发明人】江显群, 陈武奋, 黄钲武
【申请人】珠江水利委员会珠江水利科学研究院