一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀，包括：水位管，其一端浸在水中，水位管中設(shè)有水位尺，水位尺飄浮在水位管中，其中水位尺設(shè)有刻度值；攝像頭支架；水位尺攝像頭，用于拍攝水位尺的刻度值；中心處理器，用于獲取水位尺的刻度值的圖片，解析圖片以獲得水位尺的刻度值，判斷水位尺的刻度值是否處于預(yù)設(shè)刻度范圍值以便確定閘門上升或者下降的刻度值，并將閘門升降的信息送到PLC控制器；PLC控制器，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)所述閘門上升或下降；閘門攝像頭，設(shè)置在閘門上，用于拍攝閘門上升或下降的刻度值，并將該刻度值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)上傳至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判斷所述閘門上升或下降的距離值是否處于預(yù)設(shè)刻度上來控制電動(dòng)機(jī)啟停。通過上述方式，本發(fā)明能夠自動(dòng)控制閘門的上升及下降來調(diào)節(jié)渠道水位的高低，且其監(jiān)控難度小，不易出現(xiàn)失誤。
【專利說明】
一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及水利技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀。
【背景技術(shù)】
[0002]水位觀測(cè)內(nèi)容包括河床變化、流勢(shì)、流向、分洪、冰情、水生植物、波浪、風(fēng)向、風(fēng)力、水面起伏度、水溫和影響水位變化的其他因素。目前，公知的水位監(jiān)控大部分都是通過人工監(jiān)控的，人們根據(jù)水庫或水壩中的標(biāo)桿刻度，區(qū)分安全水位與危險(xiǎn)水位。當(dāng)水位達(dá)到危險(xiǎn)水位時(shí)，開閘放水，以降低水庫或水壩水位;當(dāng)水位歸于低時(shí)，開閘下降攔水，以提高水庫或水壩水位。但是，人工監(jiān)控的難度大，危險(xiǎn)性大，容易出現(xiàn)失誤。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明主要解決的技術(shù)問題是提供一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀，其監(jiān)控難度小，危險(xiǎn)性低，不易出現(xiàn)失誤。
[0004]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用的一個(gè)技術(shù)方案是:提供一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀，包括:水位管，固定設(shè)置在水壩的渠道中的一側(cè)，其中，水位管的一端浸在水中，水位管中設(shè)有水位尺，水位尺飄浮在水位管中，其中水位尺設(shè)有刻度值;攝像頭支架，固定設(shè)置在水位管的遠(yuǎn)離水的另一端;水位尺攝像頭，固定設(shè)置在攝像頭支架上，用于拍攝水位管的另一端中的水位尺的刻度值；中心處理器，用于獲取水位尺的刻度值的圖片，解析圖片以獲得水位尺的刻度值，判斷水位尺的刻度值是否處于預(yù)設(shè)刻度范圍值以便確定閘門上升或者下降的刻度值，并將閘門升降的信息送到PLC控制器;PLC控制器，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)所述閘門上升或下降。
[0005]其中，還包括:閘門攝像頭，設(shè)置在閘門上，用于拍攝閘門上升或下降的刻度值，并將該刻度值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)上傳至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判斷所述閘門上升或下降的距離值是否處于預(yù)設(shè)刻度上來控制電動(dòng)機(jī)啟停，以控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來控制所述閘門的停止。
[0006]其中，水位管對(duì)應(yīng)水位尺攝像頭的鏡頭的區(qū)域透明或者水位管對(duì)應(yīng)水位尺攝像頭的鏡頭的區(qū)域挖空。
[0007]其中，攝像頭支架包括水平固定設(shè)置在水位管的另一端上的水平支撐架和支撐在水平支撐架下側(cè)的傾斜支撐架，其中傾斜支撐架一端固定在水位管上，其另一端固定在水平支撐架下側(cè)。
[0008]其中，水位管浸在水中的一端設(shè)有開孔，以使得水進(jìn)入水位管內(nèi)。
[0009 ]其中，水位管的內(nèi)徑為25厘米，開孔的內(nèi)徑為0.6厘米。
[0010]其中，水位尺靠近水的一端設(shè)置有浮子，且浮子的下方綁定有吊錘，以使得水位尺飄浮在水位管中。
[0011 ]其中，閘門包括水泥板和固定在水泥板上的螺桿，水泥板可移動(dòng)設(shè)置在水壩的渠道中，閘門攝像頭設(shè)置在水泥板上，螺桿與電機(jī)連接，以通過電機(jī)控制螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)從而控制水泥板上升或下降。
[0012]本發(fā)明的有益效果是:區(qū)別于現(xiàn)有技術(shù)的情況，本發(fā)明的基于圖像識(shí)別的閘門開度儀包括:水位管，其一端浸在水中，水位管中設(shè)有水位尺，水位尺飄浮在水位管中，其中水位尺設(shè)有刻度值;攝像頭支架;水位尺攝像頭，用于拍攝水位尺的刻度值；中心處理器，用于獲取水位尺的刻度值的圖片，解析圖片以獲得水位尺的刻度值，判斷水位尺的刻度值是否處于預(yù)設(shè)刻度范圍值以便確定閘門上升或者下降的刻度值，并將閘門升降的信息送到PLC控制器;PLC控制器，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)所述閘門上升或下降。通過上述方式，本發(fā)明能夠自動(dòng)控制閘門的上升及下降來調(diào)節(jié)渠道水位的高低，且其監(jiān)控難度小，不易出現(xiàn)失誤。
【附圖說明】
[0013]圖1是本發(fā)明基于圖像識(shí)別的閘門開度儀的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖2是本發(fā)明基于圖像識(shí)別的閘門開度儀的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0015]下面結(jié)合附圖和實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0016]如圖1-圖2所示，圖1是本發(fā)明基于圖像識(shí)別的閘門開度儀的第一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖，圖2是本發(fā)明基于圖像識(shí)別的閘門開度儀的第二實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。該閘門開度儀包括水位管11、水位尺111、攝像頭支架12、水位尺攝像頭123、中心處理器13和閘門攝像頭17，而PLC控制器14、電機(jī)15和閘門16配合該閘門開度儀的工作。當(dāng)然，PLC控制器14也可以屬于閘門開度儀。
[0017]水位管11固定設(shè)置在水壩10的渠道101中的一側(cè)，即水位管11固定設(shè)置在水壩10的水泥一側(cè)。其中，水位管11的一端浸在水中。在本實(shí)施例中，水位管11浸在水中的一端設(shè)有開孔114，以使得水進(jìn)入水位管11內(nèi)。其中，水位管11的內(nèi)徑范圍為15-30厘米，開孔114的內(nèi)徑范圍為0.3-1厘米。優(yōu)選地，水位管11的內(nèi)徑為25厘米，開孔114的內(nèi)徑為0.6厘米。應(yīng)理解，在其他實(shí)施例中，開孔114設(shè)有一層網(wǎng)，這樣能夠阻止雜物進(jìn)入到水位管11內(nèi)。
[0018]水位尺111設(shè)在水位管11內(nèi)，具體地，水位尺111飄浮在水位管11中。在本實(shí)施例中，水位尺111設(shè)有刻度值，通過該刻度值能夠清楚反應(yīng)當(dāng)前水位的具體情況。優(yōu)選地，水位尺111靠近水的一端設(shè)置有浮子112，且浮子112的下方綁定有吊錘113，以使得水位尺111飄浮在水位管11中。
[0019]應(yīng)理解，由于水位尺111設(shè)置在水位管11內(nèi)，因此水位尺111和水位管11之間會(huì)存在摩擦，又或者水位尺111會(huì)傾斜倒立在水位管11中，因此會(huì)導(dǎo)致水位尺111所測(cè)得水位不準(zhǔn)確。因此，在一些優(yōu)選實(shí)施例中，水位管11內(nèi)設(shè)有至少兩個(gè)光滑環(huán)，并通過至少3條線將光滑環(huán)綁定在水位管11中心內(nèi)，水位尺111穿過光滑環(huán)直立飄浮在水位管11中。光滑環(huán)尺寸小，因此與水位尺111所接觸的面積小，因此與水位尺111的摩擦也會(huì)小，同時(shí)，水位尺111直立飄浮在水位管111內(nèi)，水位尺111并沒有傾斜倒立在水位管11上，因此水位尺111的刻度值不會(huì)出現(xiàn)偏差，使得水位尺111所測(cè)得水位更加精確。
[0020]攝像頭支架12固定設(shè)置在水位管11的遠(yuǎn)離水的另一端。應(yīng)理解，攝像頭支架12和水位管11均設(shè)置在在水壩10的水泥一側(cè)。具體地，攝像頭支架12包括水平固定設(shè)置在水位管11的另一端上的水平支撐架121和支撐在水平支撐架121下側(cè)的傾斜支撐架122。其中，傾斜支撐架122的一端固定在水位管11上，傾斜支撐架122的另一端固定在水平支撐架121下側(cè)。在本實(shí)施例中，傾斜支撐架122與水平支撐架121和傾斜支撐架122之間所形成的角度為
45度。
[0021]水位尺攝像頭123固定設(shè)置在攝像頭支架12上，用于拍攝水位管11的另一端中的水位尺111的刻度值。具體地，水位尺攝像頭123固定設(shè)置在水平支撐架121上。在本實(shí)施例中，水位管11對(duì)應(yīng)水位尺攝像頭123的鏡頭的區(qū)域透明或者水位管11對(duì)應(yīng)水位尺攝像頭123的鏡頭的區(qū)域挖空，這樣能夠更加清晰地拍攝到水位尺111的刻度值。另外，水位尺攝像頭123的鏡頭與水位管11的距離范圍保持在5厘米-30厘米。優(yōu)選地，水位尺攝像頭123的鏡頭與水位管11的距離為15厘米。
[0022]應(yīng)理解，在其他實(shí)施例中，水位尺攝像頭固定架12上有保護(hù)蓋，保護(hù)蓋包裹水位尺攝像頭123與水位管11對(duì)應(yīng)水位尺攝像頭123的鏡頭的區(qū)域，這樣就可以防止風(fēng)塵或雨水進(jìn)入水位尺攝像頭123的鏡頭的拍攝路徑，又不怕太陽曬或反光影響，從而不會(huì)影響水位尺攝像頭123所拍攝的圖片的清晰度。
[0023]中心處理器13與水位尺攝像頭123信號(hào)連接，具體可以無線連接，也可以是有線連接。中心處理器13用于獲取水位尺攝像頭123所拍攝的水位尺111的刻度值的圖片，并解析該圖片以獲得水位尺111的真實(shí)刻度值。應(yīng)理解，中心處理器13設(shè)有顯示屏131，該顯示屏131可以顯示水位尺111的刻度值。
[0024]PLC控制器14與中心處理器13信號(hào)連接，具體可以無線連接，也可以是有線連接。PLC控制器14用于從中心處理器13獲取水位尺的刻度值，并判斷水位尺111的刻度值是否處于預(yù)設(shè)刻度范圍值，以通過刻度值控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)閘門上升或下降。
[0025]具體地，當(dāng)PLC控制器14確定水位尺111的刻度值大于預(yù)設(shè)刻度范圍值時(shí)發(fā)送第一控制指令。當(dāng)PLC控制器14確定水位尺111的刻度值小于預(yù)設(shè)刻度范圍值時(shí)發(fā)送第二控制指令。
[0026]電機(jī)15與PLC控制器14信號(hào)連接，具體可以無線連接，也可以是有線連接。電機(jī)15用于獲取PLC控制器14所發(fā)送的第一控制指令，并根據(jù)第一控制指令朝第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)(如正轉(zhuǎn))。當(dāng)然，電機(jī)15還用于獲取PLC控制器14所發(fā)送的第二控制指令，并根據(jù)第二控制指令朝第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)(如反轉(zhuǎn))。其中第一方向和第二方向中的一者為順時(shí)針方向，第一方向和第二方向中的另一者為逆時(shí)針方向。
[0027]閘門16與電機(jī)15連接，用于根據(jù)電機(jī)15朝第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)而上升以調(diào)大渠道101的水流量，又或者用于根據(jù)電機(jī)15朝第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)而下降以調(diào)小渠道101的水流量。在本實(shí)施例中，閘門16可移動(dòng)設(shè)置在水壩10的渠道101中且設(shè)置在水位管11的下流。應(yīng)理解，在其他實(shí)施例中，閘門16與水位管11處于渠道101的同一位置，即閘門16與水位管11兩者之間的不存在上流或下流之分，又或者閘門處于水位管11的下流的距離范圍為O厘米至30厘米，這樣所測(cè)得水位更接近真實(shí)水位值。
[0028]具體地，閘門16包括水泥板162和固定在水泥板162上的螺桿161。水泥板162可移動(dòng)設(shè)置在水壩1的渠道1I中，螺桿161與電機(jī)15連接，以通過電機(jī)15控制螺桿161轉(zhuǎn)動(dòng)從而控制水泥板162上升或下降。應(yīng)理解，在其他實(shí)施例中，水泥板162內(nèi)部中空，即水泥板162設(shè)有內(nèi)腔，可通過電機(jī)15將水輸送至內(nèi)腔中，也可通過電機(jī)15將水排出至內(nèi)腔外，即在閘門16停止上升或下降時(shí)，水泥板15的內(nèi)腔內(nèi)存儲(chǔ)在部分水，這樣能夠保持水泥板162足夠重，閘門保持穩(wěn)定。在需要上升水泥板162時(shí)，電機(jī)15將水泥板162的內(nèi)腔內(nèi)的水排出大部分或全部，使得水泥板162的重量減輕，電機(jī)15驅(qū)動(dòng)閘門16時(shí)所用的功率也會(huì)低一點(diǎn)。在需要下降水泥板162時(shí)，電機(jī)15將水輸送到水泥板162的內(nèi)腔內(nèi)，使得內(nèi)腔內(nèi)裝滿水，使得水泥板162的重量加大，由于重力影響，因此電機(jī)15驅(qū)動(dòng)閘門16時(shí)所用的功率也會(huì)低一點(diǎn)。
[0029]閘門攝像頭17設(shè)置在閘門16上，具體地，閘門攝像頭17設(shè)置在水泥板162上。閘門攝像頭17用于拍攝閘門上升或下降的刻度值，并將該刻度值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)上傳至PLC控制器，以使得PLC控制器14判斷閘門16上升或下降的距離值是否處于閘門量程中，以控制電機(jī)15轉(zhuǎn)動(dòng)來控制閘門的上升或下降。即閘門攝像頭17統(tǒng)計(jì)水泥板162上升或下降的距離值，同時(shí)PLC控制器14判斷上升或下降的距離值是否處于閘門量程，其中閘門量程是預(yù)設(shè)的值，具體需要可以根據(jù)實(shí)際而定。另外，當(dāng)水泥板162上升或下降的距離值處于閘門量程時(shí)電機(jī)15停止轉(zhuǎn)動(dòng)，以使得閘門16停止上升或下降。
[0030]綜上，本發(fā)明的基于圖像識(shí)別的閘門開度儀包括:水位管，其一端浸在水中，水位管中設(shè)有水位尺，水位尺飄浮在水位管中，其中水位尺設(shè)有刻度值;攝像頭支架;水位尺攝像頭，用于拍攝水位尺的刻度值；中心處理器，用于獲取水位尺的刻度值的圖片，解析圖片以獲得水位尺的刻度值，判斷水位尺的刻度值是否處于預(yù)設(shè)刻度范圍值以便確定閘門上升或者下降的刻度值，并將閘門升降的信息送到PLC控制器;PLC控制器，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)所述閘門上升或下降；閘門攝像頭，設(shè)置在閘門上，用于拍攝閘門上升或下降的刻度值，并將該刻度值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)上傳至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判斷所述閘門上升或下降的距離值是否處于預(yù)設(shè)刻度上來控制電動(dòng)機(jī)啟停。通過上述方式，本發(fā)明能夠自動(dòng)控制閘門的上升及下降來調(diào)節(jié)渠道中水流量的大小，且其監(jiān)控難度小，不易出現(xiàn)失誤。
[0031]以上所述僅為本發(fā)明的實(shí)施方式，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結(jié)構(gòu)或等效流程變換，或直接或間接運(yùn)用在其他相關(guān)的技術(shù)領(lǐng)域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種基于圖像識(shí)別的閘門開度儀，其特征在于，包括: 水位管，固定設(shè)置在水壩的渠道中的一側(cè)，其中，所述水位管的一端浸在水中，所述水位管中設(shè)有水位尺，所述水位尺飄浮在所述水位管中，其中所述水位尺設(shè)有刻度值； 攝像頭支架，固定設(shè)置在所述水位管的遠(yuǎn)離水的另一端； 水位尺攝像頭，固定設(shè)置在所述攝像頭支架上，用于拍攝所述水位管的另一端中的所述水位尺的刻度值； 中心處理器，用于獲取水位尺的刻度值的圖片，解析圖片以獲得水位尺的刻度值，判斷水位尺的刻度值是否處于預(yù)設(shè)刻度范圍值以便確定閘門上升或者下降的刻度值，并將閘門升降的信息送到PLC控制器； PLC控制器，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)從而帶動(dòng)所述閘門上升或下降。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括: 閘門攝像頭，設(shè)置在閘門上，用于拍攝閘門上升或下降的刻度值，并將該刻度值轉(zhuǎn)化為電信號(hào)上傳至PLC控制器，以使得所述PLC控制器判斷所述閘門上升或下降的距離值是否處于預(yù)設(shè)刻度上來控制電動(dòng)機(jī)啟停，以控制所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)來控制所述閘門的停止。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水位管對(duì)應(yīng)所述水位尺攝像頭的鏡頭的區(qū)域透明或者所述水位管對(duì)應(yīng)所述水位尺攝像頭的鏡頭的區(qū)域挖空。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述攝像頭支架包括水平固定設(shè)置在所述水位管的另一端上的水平支撐架和支撐在所述水平支撐架下側(cè)的傾斜支撐架，其中所述傾斜支撐架一端固定在所述水位管上，其另一端固定在所述水平支撐架下側(cè)。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水位管浸在水中的一端設(shè)有開孔，以使得水進(jìn)入所述水位管內(nèi)。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水位管的內(nèi)徑為25厘米，所述開孔的內(nèi)徑為0.6厘米。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述水位尺靠近所述水的一端設(shè)置有浮子，且所述浮子的下方綁定有吊錘，以使得所述水位尺飄浮在所述水位管中。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述閘門包括水泥板和固定在所述水泥板上的螺桿，所述水泥板可移動(dòng)設(shè)置在所述水壩的渠道中，所述閘門攝像頭設(shè)置在所述水泥板上，所述螺桿與所述電機(jī)連接，以通過所述電機(jī)控制所述螺桿轉(zhuǎn)動(dòng)從而控制所述水泥板上升或下降。
【文檔編號(hào)】G06K9/00GK106054949SQ201610564596
【公開日】2016年10月26日
【申請(qǐng)日】2016年7月12日
【發(fā)明人】江顯群, 陳武奮, 劉濤, 高麗
【申請(qǐng)人】珠江水利委員會(huì)珠江水利科學(xué)研究院