[发明专利]一种悬浮式量水堰水位监测系统

权利要求书

1.一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：包括三角形水位尺(1)、小球(2)、硬塑料圆柱体(3)、凹槽挡板(4)、连接杆(5)、构筑物（6）、水平面(7)、摄像机(8)、网络服务器(9)；

所述三角形水位尺（1）固定于小球（2）上，与小球（2）连成一体漂浮于水平面（7）上并安装在硬塑料圆柱体（3）内，并且三角形水位尺(1)上部露出硬塑料圆柱体(3)外用于测量水位；凹槽挡板（4）用于保护三角形水位尺（1）并减小三角形水位尺（1）的水平位移；硬塑料圆柱体(3)通过连接杆(5)与构筑物(6)连接；摄像机(8)正对三角形水位尺(1)的测量面，其拍摄中心线与三角形水位尺(1)露出部分表面垂线的夹角不超过±60度；摄像机(8)拍摄的三角形水位尺(1)的图像通过网络传送给网络服务器(9)。

2.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：所述三角形水位尺（1）长50厘米，每个三角形高1毫米，宽10毫米，三角形水位尺（1）露出部分没有三角形时记为0刻度，露出一个三角形记为0.001米刻度，以此类推，三角形水位尺（1）由不锈钢材料制成，并且三角形水位尺（1）必须保持竖直，三角形水位尺上的三角形较小，可以达到高精度量水堰水位测量的效果。

3.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：小球（2）为空心，有足够的浮力力保证小球（2）与三角形水位尺（1）能够漂浮于水平面（7）之上。

4.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：凹槽挡板（4）长50厘米，固定于硬塑料圆柱体（3）上表面，方向竖直向上，三角形水位尺（1）包裹在凹槽内，三角形水位尺（1）的水平位移足够小以至于可以忽略，保证了摄像机拍摄的水位尺图片的准确性。

5.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：硬塑料圆柱体（3）直径足够大，以至于可以忽略与小球（2）之间的摩擦，硬塑料圆柱体（3）通过两根连接杆（5）固定在构筑物（6）上，并且下端进入水平面（7），上端露出水平面（7）。

6.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：连接杆（5）之间通过焊接连接，连接杆（5）通过螺钉与构筑物（6）连接。

7.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：摄像机（8）安装在三角形水位尺（1）露出部分的正对面，其拍摄中心线与三角形水位尺（1）露出部分表面垂线的夹角不超过±60度，避免在拍摄过程中因角度过大而导致拍摄出来的水位尺图像产生严重畸变，影响判断结果。

8.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：网络服务器（9）中内置卷积神经网络，用于对摄像机（8）拍摄的水位尺图像进行识别，识别出三角形水位尺（1）上三角形个数，再通过与初始人工记录的水位以及三角形水位尺（1）的个数作对比，计算出量水堰水位高度。

9.根据权利要求1所述的一种悬浮式量水堰水位监测系统，其特征在于：包括如下步骤:

步骤1：将三角形水位尺（1）、小球（2）、硬塑料圆柱体（3）、凹槽挡板（4）、连接杆(5)和摄像机（8）安装到需要监测的地点；

步骤2；摄像机（8）对水位尺进行拍照；

步骤3：将拍照获取的水位尺的图像发送上传到网络服务器（9）；

步骤4：网络服务器（9）对拍摄的水位尺中的三角形水位尺进行图像识别,识别出此时三角形水位尺（1）露出部分的三角形个数，与初始人工记录数据作对比从而计算出此时量水堰水位高度；初始人工测量水位为L₀，对应的三角形水位尺（1）露出部分中包含的三角形个数为₁；

摄像机（8）拍摄的图片通过卷积神经网络识别三角形水位尺（1）露出部分的完整的三角形个数为₂，不完整的三角形占完整三角形的比例为，则水位高度为L=L₀+0.001（₂+-₁）；

步骤5：根据得到的水位读数，若水位读数超过网络服务器（9）设定的阈值，则进行实时的监测报警。