[发明专利]一种细管液面式数据的图像采集识别系统及方法

说明书

技术领域

本发明是一种测量仪器中的液面式数据的图像采集与识别的方法及其装置，属于智能测量技术领域，特别是一种测量仪器中的细管液面式数据的图像采集识别系统及方法。

背景技术

所述的细管液面式数据是细管内液体的液面与细管上准确刻度相比较确定出的定量数据，最典型的就是滴定体积，滴定管上有准确的体积刻度，当滴定完成后观察液面和体积刻度的相互关系，判断出液面所对应的体积数据。

随着图像传感技术和计算机技术快速发展，液面测量的计算机智能识别也得到了长足的发展，数据图像录入与示值识别等关键性技术研究很多，也有很多成果已经用于大型设备的液面识别、液面式读数的计量设备的自动检定。

关于液面识别的专利申请有：

汤哲夫提出了200410023135.6号名称为《一种液位测量方法及其装置》的发明专利申请，其内容是提出了一种液面测量方法，它是通过图像传感器摄取液面及其上、下方空间的图像送至计算机，由软件在计算机内对图像产生一个虚拟的测量方框，图像所摄测量区域实际高度H₁与测量框高度h或一定比例K，测量框垂直坐标从上框边向下取，在测量框内由软件设定上、下移动并保持微小垂直间距的A、B两点，利用A、B两点分别在液面上、下不同物质图像的象点所产生的像素分量（R、G、B）值不同来界定液面位置，并测出液面垂直坐标Y值，据此测出液位。

韩国建设技术研究院提出了200680023577.8号名称为《用于通过图像来测量液位的系统和方法》的发明专利申请，其内容是提出一种用于通过图像来测量液位的系统和方法，通过使用远离待测液体而定位的例如照相机的图像获取装置，对安装有量杆的液面的临近出进行拍摄，并通过对拍摄的胶片进行分析，而能够精确并自动地测量液位。

韩国建设技术研究院提出了201080002701.9号名称为《使用影像在时间上的像素的浓度分布变化的液体边界面识别方法和使用该方法的液体高度识别装置》的发明专利申请，其内容是提出了一种液体边界面识别方法和使用该方法的液体高度测量装置，对以包含液体边界面的方式拍摄而得到的影像进行灰度图像处理，并将沿X方向和Y方向分布的各像素按照浓度进行数值化，仅提取水位标上在X方向上对应于刻度区域的影像，根据所提取的影像求出将Y方向上的各像素进行合计后的数值而形成对像素的Y方向的直方图数据，对于时间上具有前后关系的拍摄影像相互比较直方图数据，并判断直方图数据上是否产生了规定的增加值以上的差，将开始产生规定的增加值以上的差的像素在Y方向上的位置（高度)作为液体边界面来识别并测量。

对细管式液面数据进行智能识别的相关研究有：

曾培龙提出了201010179085.6号名称为《一种自动检测玻璃毛细管粘度计的装置及其处理方法》的发明专利申请，其内容是提出一种自动检测玻璃毛细管粘度计的装置，包括控温槽体，槽体内部有玻璃毛细管粘度计测量试管，外部有固定在可上下、前后移动的支架上的数字摄像机及单片机处理系统。数字摄像机及单片机处理系统中采用数字摄像芯片，数字摄像芯片具有两路输出信号，一路连接视频输出接口，另一路通过图像数据总线、摄像芯片控制总线与单片机连接；单片机连接有精密定时芯片和串口485芯片，其中串口485芯片连接与上位机通讯；其处理方法为使用计算机图像处理技术来识别被测液体的液面及其下降过程，测量液面经过试管上下刻度线的时间间隔，该时间间隔代表了被测液体的粘度。通过本发明技术方案的实施，减轻检测人员的劳动强度，加快检测速度，提高检测精度。

湖南省计量检测研究院提出了201210530121.8号名称为《玻璃液体温度计自动检定装置》的发明专利申请，其内容是提出一种能同时对多支玻璃液体温度计自动检定且能顺利接驳又可单独操作使用，既方便移植又性能稳定的玻璃液体温度计自动检定装置，恒温槽上装有搅拌电机，恒温槽上面安装有夹板，夹板上插有玻璃液体温度计，白色的背光板安装在夹板后面，相机的镜头正对所有的玻璃液体温度计，相机安装在相机支架上，光源安装在光源支架上，光源通过计算机来进行调节，相机通过数据传输线与计算机电连接，计算机的数据通过网络或移动存储与数据分析用计算机电连接，数据分析用计算机与打印机电连接。

此外还有很多测量仪器也是读取细管液面式数据的，还是测量人员人工读取，因为这些测量仪器都需要人工操作，液面数据读取自然也就是人工读取，没有必要发展计算机化的图像智能识别系统识别液面。典型的仪器之一就是滴定管，通过比较液面位置和刻度的关系判断出滴定体积，实验人员每次滴定到终点时人工读取即可。