[发明专利]一种水下粒子浓度测量的方法

说明书

本发明公开了一种水下粒子浓度测量的方法，包括以下步骤：使用探测器对水下粒子浓度进行探测；将探测的光强变化计算分析得到浓度预估值；采集拍摄水下粒子颗粒的图像，把拍摄的图像发送给NanoPi开发板进行图像处理得到图像粒子密集度和粒子浓度测量值；把浓度预估值和粒子浓度测量值进行数据联合对比参照，将处理结果发送到NanoPi开发板进行分析从而计算得到当前的水下粒子浓度。本发明通过红外发射模块、红外探测器以及Camera模块协同对照测量，然后在嵌入式系统NanoPi里进行图像数据处理，二者得到的测量值相互对照验证，提高了测量精确度，利用嵌入式系统NanoPi进行开发，可移植性强，便于携带计量。

技术领域

本发明属于计量检测技术领域，具体涉及一种水下粒子浓度测量的方法。

背景技术

目前使用的水下粒子浓度检测的设备，大多利用红外激光器发射激光束，通过计量探测器接收到的红外光强来进行浓度的测量,由于随着浓度的变化，探测器接收到强呈现类似于正态分布的特征先递增再递减，故对应的光强值可能存在两个浓度，导致该测量方法需要限定浓度范围造成测量范围较窄，存在局限性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种水下粒子浓度测量的方法，以解决现有测量有二义性和范围较窄的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种水下粒子浓度测量的方法，包括以下步骤：

步骤1：使用探测器对水下粒子浓度进行探测；并将探测的光强变化计算分析得到浓度预估值；

步骤2：使用Camera图像采集模块采集拍摄水下粒子颗粒的图像，把拍摄的图像发送给NanoPi开发板进行图像处理得到图像粒子密集度和粒子浓度测量值；

步骤3：把浓度预估值和粒子浓度测量值进行数据联合对比参照，将处理结果发送到NanoPi开发板进行分析从而计算得到当前的水下粒子浓度。

优选的，所述步骤1中所述探测器接收发射模块发射的激光束，所述发射模块向水中发射激光束。

优选的，所述发射模块为发射红外激光束的红外发射模块；所述探测器为接收红外激光束的红外激光探测器。

优选的，所述Camera图像采集模块信号连接于NanoPi开发板。

优选的，所述NanoPi开发板为运行有嵌入式系统的NanoPi-ARM开发板。

优选的，所述Camera图像采集模块连接有摄像头。

优选的，所述摄像头垂直于水面拍摄图像。

优选的，所述步骤2中图像处理的方法：

S1、对拍摄的图像进行灰度化处理；

S2、把灰度化处理完成的图像利用大津法获得环境阈值，将其转化为适用于环境的二值化图像；

S3、把二值化图像利用Canny算子进行轮廓提取，将符合粒子颗粒的轮廓放入数据结构容器中并统计其个数；

S4、计算当前图像像素中的水下粒子的密集度；

S5、再通过密集度拟合仿真的曲线获得对应的浓度测量值，保存供后续使用。

优选的，所述灰度化处理的方法：首先读取图像中的每个像素点的RGB值，通过公式转换后RGB值=0.35*R+0.60*G+0.1*B，把图像进行灰度化处理，其中，R代表红色分量，G代表绿色分量，B代表蓝色分量。

本发明的技术效果和优点：该水下粒子浓度测量的方法，操作简便，对环境要求不高，主要用于水下的水下粒子浓度测量，通过红外发射模块、红外探测器以及Camera模块协同对照测量，然后在嵌入式系统NanoPi里进行图像、数据处理，二者得到的测量值相互对照验证，提高了一般测量的精确度，效率稳定，并且利用嵌入式系统NanoPi进行开发，可移植性强，便于携带计量，适用于各种水下粒子浓度检测环境。

附图说明