专利名称：一种直接自动化潮汐测量系统的制作方法
技术领域：
本实用新型属于水位观测领域，尤其是一种直接自动化潮汐测量系统。
背景技术：
潮汐观测通常称为水位观测，又称验潮。人工水尺验潮由于其自身的特点在实际 的测量中仍被采用，其原因在于水尺验潮有其他验潮手段不可比拟的特点1、可直接测量； 2、便于水准联测；3、湿端为无源设备；4、便于运输、安装拆卸；5、成本低廉；缺点是需要人 工定时观测记录，自动化程度低，人员劳动强度大，无法直接进行自动化测量。其他验潮技 术包括压力式验潮、超声波验潮、GPS验潮等，存在的缺点是1、属于间接监测测量，误差较 大；2、湿端为有源装置，技术要求高，现场维护较难；3、受到海水侵蚀容易损坏，可靠性差， 寿命短；4、水准联测困难；5、重量体积较大；6、成本较高。通过检索，尚未发现采用光学验潮技术的各种技术报道。
发明内容本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种根据光学原理，通过对水 尺尺码图形的研究，利用光学成像原理及图像识别技术实现湿端为无源设备的直接自动化 潮汐测量系统。本实用新型解决其技术问题是通过以下技术方案实现的一种直接自动化潮汐测量系统，包括水尺，其特征在于系统还包括成像单元、图 像采集单元及数据处理与显示单元，对准水尺的成像单元分别依次连接图像采集单元、数 据处理与显示单元，成像单元接收水尺的图像，图像采集单元采集成像单元的图像，该图像 传输到数据处理与显示单元进行数据计算并予以显示。而且，所述成像单元为长焦望远镜，图像采集单元为摄像仪，数据处理与显示单元 为笔记本电脑。而且，所述在水尺纵向上的图形尺码为纵向相连的三角形，或者为纵向间隔均布 的三角形，该三角形的同侧立边位于水尺的同一侧边。而且，所述在三角形图形尺码上方的水尺上有一基准线。本实用新型的优点和有益效果为1、本系统根据光学原理，利用光学成像原理及图像识别技术进行水位测量，是一 种前人未有成功的先例，开拓了验潮的新思路，在技术上是一个突破，为潮汐的自动化测量 提供支持。2、本系统克服了传统水尺验潮、压力式验潮、超声波验潮、GPS验潮等存在的缺陷， 可实现直接监测测量，湿端仍为无源装置，技术要求较低，监测可靠，容易实现水准联测，拆 除、安装、使用简单方便，在性能上适应当前海洋测量、内陆水位监测的实际要求。3、本系统采用长焦望远镜、摄像仪及电脑即可实现对潮汐的自动化智能监测，系 统构成简单，使得验潮建站成本低廉且灵活机动，测量精度高。[0014]4、本系统采用三角图形尺码，使其在水中所产生的图形倒影为相反的图形，具有 十分明显的可区别性，避免了水位的错读及误读，提高了验潮精度，为潮汐的自动化测量提 供了可靠保障。
图1为本实用新型的系统方框图；图2为图1的水尺、图像采集单元及成像单元的结构示意图；图3为图2的水尺放大示意图；图4为图2的另一种水尺放大示意图。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。一种直接自动化潮汐测量系统，参见图1，包括水尺、成像单元、图像采集单元及数 据处理与显示单元，成像单元接收水尺的图像，图像采集单元采集成像单元的图像，该图像 传输到数据处理与显示单元进行数据计算并予以显示。各个单元的具体结构参见图2，其中，成像单元为长焦望远镜6，该长焦望远镜可 选用本实施例附图的TP2-80DSS天地两用长焦望远镜，在长焦望远镜上安装有瞄准镜4及 调焦旋钮3，也可根据需要选用其他机型，长焦望远镜安装有支架5 ；图像采集单元可选用 SDZ-375 37倍变焦摄像仪或者SDN-550低照度摄像仪2，该摄像仪通过联线1连接数据处 理与显示单元，该数据处理与显示单元可选用普通的笔记本电脑，如果笔记本电脑内没有 安装网络视频处理模块，在摄像仪与笔记本电脑之间通常还要连接一网络视频处理模块 (是现有技术，且附图中没有显示)，用于处理图形文件。水尺的结构参见图3、图4，该水尺7为木制或者其他材料制作，在水尺纵向上制有 图形尺码9，图形尺码可均布喷涂或者制在水尺上；图形尺码为纵向相连的三角形，或者为 图4所示的纵向间隔均布的三角形，该三角形的同侧立边位于水尺的同一侧边，在三角形 图形尺码上方的水尺上有一基准线8。图形尺码的单一图形高度为1-lOcm，有倾斜的条纹， 能够判读水位线，又由于尺码图形简单，很容易判读出水位线到基准线间共有多少个完整 的尺码图形，便于精确读取水位数据。本实用新型的使用方法是将水尺安装在待测潮位的水中，将成像单元、图像采集单元及数据处理与显示单 元连接在一起，成像单元对准水尺并调整焦距，使水尺在屏幕上成像不小于2/3屏幕高度。 测量作业时，图像采集单元实时采集水尺及水面的图像，并送入数据处理与显示单元，数据 处理与显示单元对采集的图像进行分析判读，得到水位线位置、水尺基准线位置和水尺图 形尺码，从而计算出水位线与水尺基准线之间的距离，最终经换算得到潮位值。
权利要求一种直接自动化潮汐测量系统，包括水尺，其特征在于系统还包括成像单元、图像采集单元及数据处理与显示单元，对准水尺的成像单元分别依次连接图像采集单元、数据处理与显示单元，成像单元接收水尺的图像，图像采集单元采集成像单元的图像，该图像传输到数据处理与显示单元进行数据计算并予以显示。
2.根据权利要求1所述的一种直接自动化潮汐测量系统，其特征在于所述成像单元 为长焦望远镜，图像采集单元为摄像仪，数据处理与显示单元为笔记本电脑。
3.根据权利要求1所述的一种直接自动化潮汐测量系统，其特征在于所述在水尺纵 向上的图形尺码为纵向相连的三角形，或者为纵向间隔均布的三角形，该三角形的同侧立 边位于水尺的同一侧边。
4.根据权利要求3所述的一种直接自动化潮汐测量系统，其特征在于所述在三角形 图形尺码上方的水尺上有一基准线。
专利摘要本实用新型涉及一种直接自动化潮汐测量系统，包括水尺，还包括成像单元、图像采集单元及数据处理与显示单元，对准水尺的成像单元分别依次连接图像采集单元及数据处理与显示单元，成像单元接收水尺的图像，图像采集单元采集成像单元的图像，该图像传输到数据处理与显示单元进行数据计算并予以显示。本系统克服了传统水尺验潮、压力式验潮、超声波验潮、GPS验潮等存在的缺陷，可实现直接监测测量，湿端仍为无源装置，技术要求较低，监测可靠，容易实现水准联测，拆除、安装、使用简单方便，在性能上适应当前海洋测量、内陆水位监测的实际要求。
文档编号G01F23/22GK201637464SQ20102915103
公开日2010年11月17日 申请日期2010年2月9日 优先权日2010年2月9日
发明者孙磊, 张博, 李一达, 沈明, 王川, 赵先龙, 邓玉芬, 阮锐 申请人:中国人民解放军海军海洋测绘研究所