[发明专利]基于视觉分析的液位控制方法

说明书

本发明提供一种基于视觉分析的液位控制方法，采用计算机视觉技术，自动获取容器中的液位信息，通过透明连通器接入到矿下水箱的底部，使连通器中液位保持与水箱中液位相同，摄像机对准连通器液位管，采用计算机视觉技术对监控摄像头进行实时分析，将连通器中的浮球的高度与连通器外部的刻度进行比较，即可准确得到容器里的液位信息，进而通过控制装置调整容器的液位高度。

技术领域

本发明涉及一种存储在容器中的液体的液位控制方法，尤其是涉及一种基于视觉分析的液位控制方法。

背景技术

传统的液位控制，是通过放置在液体中的液位计或者浮球等作为液位上下浮动的判断装置，所述液位计分为两种：一种是侵入式的，插入到容器底；另一种是在容器的内壁标上刻度，人员定时巡检。由于使用时的某些环境阴暗潮湿，侵入式的液位计使用时间长了容易对传感器造成污染，且不容易维护，而内壁刻度式的增加了巡检人员的工作量。

发明内容

本发明提供了一种基于视觉分析的液位控制方法，采用计算机视觉技术，自动获取容器中的液位信息，解决传统液位计检测不便的问题，其技术方案如下所述：

一种基于视觉分析的液位控制方法，包括以下步骤：

S1：将原容器与“L”型连通器相连通，二者的液位相同，在“L”型连通器内设置一有色浮球，通过高清摄像头采集图像；

S2：对摄像头采集的视频，解码视频流数据，逐帧读取视频图像；

S3：将浮球作为跟踪目标，检测图像中是否有浮球，没有则继续逐帧读取；

S4：检测到浮球后，将跟踪目标的位置，与连通器表面的刻度位置进行比对分析，从而准确的得出容器中的液位高度；

S5：所述液位高度传输到控制装置，所述控制装置判断浮球的高度是否超出设定限制，如果没有，则继续向下逐帧读取视频图像，如果发现超出，则产生报警并将数据入库记录。

S6：所述控制装置通过液位高度调整容器的液位高度。

进一步的，步骤S3中，所述浮球的颜色选用亮红色的单色图像，将该有色浮球作为跟踪目标。

将浮球作为跟踪目标包括以下步骤：

S31：计算跟踪目标的直方图模型，将所有图像从其他的色彩空间的值转化到HSV空间，只求H分量的直方图；

S32：利用此直方图对每帧图像进行反向投影，计算每帧图像中跟踪目标对应的概率分布图；

S33：初始化包含跟踪目标的初始搜索窗，均值漂移确定搜索窗口中心。

进一步的，步骤S33中，获得初始化窗口的中心点和尺寸信息，计算跟踪目标的质心位置和跟踪目标的大小，并根据质心位置重新设置搜索窗口的位置和尺寸参数，重复此过程获得跟踪目标的的质心位置。

所述跟踪目标的质心位置和跟踪目标的大小的计算方法包括以下步骤：

S41：输入一帧完整图片，计算帧中每个像素的像素值对应于目标区域直方图的哪一等级，然后将对应等级的直方图的值赋给该像素；

记原像素值对应目标位置的直方图的直方图索引为，新像素值为，则用公式可表示为：

x,y表示的是像素点的横纵坐标。i=1,2,3,...m；m为直方图的分级数量，每一级直方图对应值用表示，对应的直方图索引用表示。

S42：使计算出来的概率分布图的每一点像素的像素值都在0~255之间，对像素做如下处理:

；

其中，q_max表示最高级的直方图对应值；