基于圖像的流速監(jiān)測系統(tǒng)設(shè)計與研究.pdf

1、我國江河眾多，水資源的綜合利用在國家經(jīng)濟和社會發(fā)展中占有重要的地位，從今年國家把水利建設(shè)納入中央l號文件可看出國家對于水利的重視程度。在我國，防洪綜合體系還不健全，洪澇災害頻繁仍然是中華民族的心腹大患；水資源調(diào)控能力不足，供需矛盾突出，這些問題的解決都依賴及時準確的水文監(jiān)測信息。流速測量是水文監(jiān)測的主要工作之一，目前流速測量的方法有很多，但是它們有應(yīng)用的局限性。本文考慮到高洪期間的河流往往具有含沙量高，混雜物比較多，流速快，水位暴漲暴跌

2、等特點，傳統(tǒng)的測速儀無法正常施測。
　　 本文針對存在的問題，提出了一種應(yīng)用視頻監(jiān)控技術(shù)來改善傳統(tǒng)的浮標法測流所存在的缺陷的方法。該方法針對江河中的人工浮標或天然漂浮物進行檢測和跟蹤，采用立體幾何和攝影測量原理，建立了監(jiān)控圖像坐標與實際水面坐標的透視投影轉(zhuǎn)換模型，并應(yīng)用視頻圖像處理技術(shù)，實現(xiàn)浮標的精確檢測和跟蹤，確定浮標/漂浮物的運行軌跡，進而實現(xiàn)河流流速的測量。該方法采用攝像頭，無需與水流接觸，避免了傳統(tǒng)方法需要定期情理流速儀

3、的麻煩，而且新的流速監(jiān)測系統(tǒng)一經(jīng)標定，無需工作人員的干預，就能實現(xiàn)流速的實時采集、處理、結(jié)果上報等工作。該系統(tǒng)硬件方面，主要利用TI公司TMS320DM642 DSP芯片和三星S3C2440AARM處理器搭建了流速監(jiān)測系統(tǒng)的視頻采集處理模塊和中央控制模塊，同時應(yīng)用GPRS模塊實現(xiàn)了處理結(jié)果(流速)的遠程傳輸。系統(tǒng)軟件方面，構(gòu)建了ARM模塊和DSP模塊的軟件平臺。系統(tǒng)軟件算法方面，結(jié)合河流測速的實際環(huán)境提出了一種新的攝像機標定方法，該法簡