一种基于图像识别的闸门开度仪的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于图像识别的闸门开度仪，包括：水位管，其一端浸在水中，水位管中设有水位尺，水位尺飘浮在水位管中，其中水位尺设有刻度值；摄像头支架；水位尺摄像头，用于拍摄水位尺的刻度值；中心处理器，用于获取水位尺的刻度值的图片，解析图片以获得水位尺的刻度值，判断水位尺的刻度值是否处于预设刻度范围值以便确定闸门上升或者下降的刻度值，并将闸门升降的信息送到PLC控制器；PLC控制器，用于控制电机转动从而带动所述闸门上升或下降；闸门摄像头，设置在闸门上，用于拍摄闸门上升或下降的刻度值，并将该刻度值转化为电信号上传至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判断所述闸门上升或下降的距离值是否处于预设刻度上来控制电动机启停。通过上述方式，本发明能够自动控制闸门的上升及下降来调节渠道水位的高低，且其监控难度小，不易出现失误。
【专利说明】
一种基于图像识别的闸门开度仪
技术领域
[0001]本发明涉及水利技术领域，特别是涉及一种基于图像识别的闸门开度仪。
【背景技术】
[0002]水位观测内容包括河床变化、流势、流向、分洪、冰情、水生植物、波浪、风向、风力、水面起伏度、水温和影响水位变化的其他因素。目前，公知的水位监控大部分都是通过人工监控的，人们根据水库或水坝中的标杆刻度，区分安全水位与危险水位。当水位达到危险水位时，开闸放水，以降低水库或水坝水位;当水位归于低时，开闸下降拦水，以提高水库或水坝水位。但是，人工监控的难度大，危险性大，容易出现失误。
【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闸门开度仪，其监控难度小，危险性低，不易出现失误。
[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闸门开度仪，包括:水位管，固定设置在水坝的渠道中的一侧，其中，水位管的一端浸在水中，水位管中设有水位尺，水位尺飘浮在水位管中，其中水位尺设有刻度值;摄像头支架，固定设置在水位管的远离水的另一端;水位尺摄像头，固定设置在摄像头支架上，用于拍摄水位管的另一端中的水位尺的刻度值；中心处理器，用于获取水位尺的刻度值的图片，解析图片以获得水位尺的刻度值，判断水位尺的刻度值是否处于预设刻度范围值以便确定闸门上升或者下降的刻度值，并将闸门升降的信息送到PLC控制器;PLC控制器，用于控制电机转动从而带动所述闸门上升或下降。
[0005]其中，还包括:闸门摄像头，设置在闸门上，用于拍摄闸门上升或下降的刻度值，并将该刻度值转化为电信号上传至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判断所述闸门上升或下降的距离值是否处于预设刻度上来控制电动机启停，以控制所述电机转动来控制所述闸门的停止。
[0006]其中，水位管对应水位尺摄像头的镜头的区域透明或者水位管对应水位尺摄像头的镜头的区域挖空。
[0007]其中，摄像头支架包括水平固定设置在水位管的另一端上的水平支撑架和支撑在水平支撑架下侧的倾斜支撑架，其中倾斜支撑架一端固定在水位管上，其另一端固定在水平支撑架下侧。
[0008]其中，水位管浸在水中的一端设有开孔，以使得水进入水位管内。
[0009 ]其中，水位管的内径为25厘米，开孔的内径为0.6厘米。
[0010]其中，水位尺靠近水的一端设置有浮子，且浮子的下方绑定有吊锤，以使得水位尺飘浮在水位管中。
[0011 ]其中，闸门包括水泥板和固定在水泥板上的螺杆，水泥板可移动设置在水坝的渠道中，闸门摄像头设置在水泥板上，螺杆与电机连接，以通过电机控制螺杆转动从而控制水泥板上升或下降。
[0012]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闸门开度仪包括:水位管，其一端浸在水中，水位管中设有水位尺，水位尺飘浮在水位管中，其中水位尺设有刻度值;摄像头支架;水位尺摄像头，用于拍摄水位尺的刻度值；中心处理器，用于获取水位尺的刻度值的图片，解析图片以获得水位尺的刻度值，判断水位尺的刻度值是否处于预设刻度范围值以便确定闸门上升或者下降的刻度值，并将闸门升降的信息送到PLC控制器;PLC控制器，用于控制电机转动从而带动所述闸门上升或下降。通过上述方式，本发明能够自动控制闸门的上升及下降来调节渠道水位的高低，且其监控难度小，不易出现失误。
【附图说明】
[0013]图1是本发明基于图像识别的闸门开度仪的第一实施例的结构示意图；
[0014]图2是本发明基于图像识别的闸门开度仪的第二实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0015]下面结合附图和实施方式对本发明进行详细说明。
[0016]如图1-图2所示，图1是本发明基于图像识别的闸门开度仪的第一实施例的结构示意图，图2是本发明基于图像识别的闸门开度仪的第二实施例的结构示意图。该闸门开度仪包括水位管11、水位尺111、摄像头支架12、水位尺摄像头123、中心处理器13和闸门摄像头17，而PLC控制器14、电机15和闸门16配合该闸门开度仪的工作。当然，PLC控制器14也可以属于闸门开度仪。
[0017]水位管11固定设置在水坝10的渠道101中的一侧，即水位管11固定设置在水坝10的水泥一侧。其中，水位管11的一端浸在水中。在本实施例中，水位管11浸在水中的一端设有开孔114，以使得水进入水位管11内。其中，水位管11的内径范围为15-30厘米，开孔114的内径范围为0.3-1厘米。优选地，水位管11的内径为25厘米，开孔114的内径为0.6厘米。应理解，在其他实施例中，开孔114设有一层网，这样能够阻止杂物进入到水位管11内。
[0018]水位尺111设在水位管11内，具体地，水位尺111飘浮在水位管11中。在本实施例中，水位尺111设有刻度值，通过该刻度值能够清楚反应当前水位的具体情况。优选地，水位尺111靠近水的一端设置有浮子112，且浮子112的下方绑定有吊锤113，以使得水位尺111飘浮在水位管11中。
[0019]应理解，由于水位尺111设置在水位管11内，因此水位尺111和水位管11之间会存在摩擦，又或者水位尺111会倾斜倒立在水位管11中，因此会导致水位尺111所测得水位不准确。因此，在一些优选实施例中，水位管11内设有至少两个光滑环，并通过至少3条线将光滑环绑定在水位管11中心内，水位尺111穿过光滑环直立飘浮在水位管11中。光滑环尺寸小，因此与水位尺111所接触的面积小，因此与水位尺111的摩擦也会小，同时，水位尺111直立飘浮在水位管111内，水位尺111并没有倾斜倒立在水位管11上，因此水位尺111的刻度值不会出现偏差，使得水位尺111所测得水位更加精确。
[0020]摄像头支架12固定设置在水位管11的远离水的另一端。应理解，摄像头支架12和水位管11均设置在在水坝10的水泥一侧。具体地，摄像头支架12包括水平固定设置在水位管11的另一端上的水平支撑架121和支撑在水平支撑架121下侧的倾斜支撑架122。其中，倾斜支撑架122的一端固定在水位管11上，倾斜支撑架122的另一端固定在水平支撑架121下侧。在本实施例中，倾斜支撑架122与水平支撑架121和倾斜支撑架122之间所形成的角度为
45度。
[0021]水位尺摄像头123固定设置在摄像头支架12上，用于拍摄水位管11的另一端中的水位尺111的刻度值。具体地，水位尺摄像头123固定设置在水平支撑架121上。在本实施例中，水位管11对应水位尺摄像头123的镜头的区域透明或者水位管11对应水位尺摄像头123的镜头的区域挖空，这样能够更加清晰地拍摄到水位尺111的刻度值。另外，水位尺摄像头123的镜头与水位管11的距离范围保持在5厘米-30厘米。优选地，水位尺摄像头123的镜头与水位管11的距离为15厘米。
[0022]应理解，在其他实施例中，水位尺摄像头固定架12上有保护盖，保护盖包裹水位尺摄像头123与水位管11对应水位尺摄像头123的镜头的区域，这样就可以防止风尘或雨水进入水位尺摄像头123的镜头的拍摄路径，又不怕太阳晒或反光影响，从而不会影响水位尺摄像头123所拍摄的图片的清晰度。
[0023]中心处理器13与水位尺摄像头123信号连接，具体可以无线连接，也可以是有线连接。中心处理器13用于获取水位尺摄像头123所拍摄的水位尺111的刻度值的图片，并解析该图片以获得水位尺111的真实刻度值。应理解，中心处理器13设有显示屏131，该显示屏131可以显示水位尺111的刻度值。
[0024]PLC控制器14与中心处理器13信号连接，具体可以无线连接，也可以是有线连接。PLC控制器14用于从中心处理器13获取水位尺的刻度值，并判断水位尺111的刻度值是否处于预设刻度范围值，以通过刻度值控制电机转动从而带动闸门上升或下降。
[0025]具体地，当PLC控制器14确定水位尺111的刻度值大于预设刻度范围值时发送第一控制指令。当PLC控制器14确定水位尺111的刻度值小于预设刻度范围值时发送第二控制指令。
[0026]电机15与PLC控制器14信号连接，具体可以无线连接，也可以是有线连接。电机15用于获取PLC控制器14所发送的第一控制指令，并根据第一控制指令朝第一方向转动(如正转)。当然，电机15还用于获取PLC控制器14所发送的第二控制指令，并根据第二控制指令朝第二方向转动(如反转)。其中第一方向和第二方向中的一者为顺时针方向，第一方向和第二方向中的另一者为逆时针方向。
[0027]闸门16与电机15连接，用于根据电机15朝第一方向转动而上升以调大渠道101的水流量，又或者用于根据电机15朝第二方向转动而下降以调小渠道101的水流量。在本实施例中，闸门16可移动设置在水坝10的渠道101中且设置在水位管11的下流。应理解，在其他实施例中，闸门16与水位管11处于渠道101的同一位置，即闸门16与水位管11两者之间的不存在上流或下流之分，又或者闸门处于水位管11的下流的距离范围为O厘米至30厘米，这样所测得水位更接近真实水位值。
[0028]具体地，闸门16包括水泥板162和固定在水泥板162上的螺杆161。水泥板162可移动设置在水坝1的渠道1I中，螺杆161与电机15连接，以通过电机15控制螺杆161转动从而控制水泥板162上升或下降。应理解，在其他实施例中，水泥板162内部中空，即水泥板162设有内腔，可通过电机15将水输送至内腔中，也可通过电机15将水排出至内腔外，即在闸门16停止上升或下降时，水泥板15的内腔内存储在部分水，这样能够保持水泥板162足够重，闸门保持稳定。在需要上升水泥板162时，电机15将水泥板162的内腔内的水排出大部分或全部，使得水泥板162的重量减轻，电机15驱动闸门16时所用的功率也会低一点。在需要下降水泥板162时，电机15将水输送到水泥板162的内腔内，使得内腔内装满水，使得水泥板162的重量加大，由于重力影响，因此电机15驱动闸门16时所用的功率也会低一点。
[0029]闸门摄像头17设置在闸门16上，具体地，闸门摄像头17设置在水泥板162上。闸门摄像头17用于拍摄闸门上升或下降的刻度值，并将该刻度值转化为电信号上传至PLC控制器，以使得PLC控制器14判断闸门16上升或下降的距离值是否处于闸门量程中，以控制电机15转动来控制闸门的上升或下降。即闸门摄像头17统计水泥板162上升或下降的距离值，同时PLC控制器14判断上升或下降的距离值是否处于闸门量程，其中闸门量程是预设的值，具体需要可以根据实际而定。另外，当水泥板162上升或下降的距离值处于闸门量程时电机15停止转动，以使得闸门16停止上升或下降。
[0030]综上，本发明的基于图像识别的闸门开度仪包括:水位管，其一端浸在水中，水位管中设有水位尺，水位尺飘浮在水位管中，其中水位尺设有刻度值;摄像头支架;水位尺摄像头，用于拍摄水位尺的刻度值；中心处理器，用于获取水位尺的刻度值的图片，解析图片以获得水位尺的刻度值，判断水位尺的刻度值是否处于预设刻度范围值以便确定闸门上升或者下降的刻度值，并将闸门升降的信息送到PLC控制器;PLC控制器，用于控制电机转动从而带动所述闸门上升或下降；闸门摄像头，设置在闸门上，用于拍摄闸门上升或下降的刻度值，并将该刻度值转化为电信号上传至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判断所述闸门上升或下降的距离值是否处于预设刻度上来控制电动机启停。通过上述方式，本发明能够自动控制闸门的上升及下降来调节渠道中水流量的大小，且其监控难度小，不易出现失误。
[0031]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闸门开度仪，其特征在于，包括: 水位管，固定设置在水坝的渠道中的一侧，其中，所述水位管的一端浸在水中，所述水位管中设有水位尺，所述水位尺飘浮在所述水位管中，其中所述水位尺设有刻度值； 摄像头支架，固定设置在所述水位管的远离水的另一端； 水位尺摄像头，固定设置在所述摄像头支架上，用于拍摄所述水位管的另一端中的所述水位尺的刻度值； 中心处理器，用于获取水位尺的刻度值的图片，解析图片以获得水位尺的刻度值，判断水位尺的刻度值是否处于预设刻度范围值以便确定闸门上升或者下降的刻度值，并将闸门升降的信息送到PLC控制器； PLC控制器，用于控制电机转动从而带动所述闸门上升或下降。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括: 闸门摄像头，设置在闸门上，用于拍摄闸门上升或下降的刻度值，并将该刻度值转化为电信号上传至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判断所述闸门上升或下降的距离值是否处于预设刻度上来控制电动机启停，以控制所述电机转动来控制所述闸门的停止。3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述水位管对应所述水位尺摄像头的镜头的区域透明或者所述水位管对应所述水位尺摄像头的镜头的区域挖空。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述摄像头支架包括水平固定设置在所述水位管的另一端上的水平支撑架和支撑在所述水平支撑架下侧的倾斜支撑架，其中所述倾斜支撑架一端固定在所述水位管上，其另一端固定在所述水平支撑架下侧。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述水位管浸在水中的一端设有开孔，以使得水进入所述水位管内。6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述水位管的内径为25厘米，所述开孔的内径为0.6厘米。7.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述水位尺靠近所述水的一端设置有浮子，且所述浮子的下方绑定有吊锤，以使得所述水位尺飘浮在所述水位管中。8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述闸门包括水泥板和固定在所述水泥板上的螺杆，所述水泥板可移动设置在所述水坝的渠道中，所述闸门摄像头设置在所述水泥板上，所述螺杆与所述电机连接，以通过所述电机控制所述螺杆转动从而控制所述水泥板上升或下降。
【文档编号】G06K9/00GK106054949SQ201610564596
【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, 刘涛, 高丽
【申请人】珠江水利委员会珠江水利科学研究院