基于图像识别技术的测压管群水深智能获取方法

为在水工模型试验中准确同步获取过水建筑物不同部位水压力,提出并设计了基于图像识别技术的测压管群水深智能获取方法与系统。该系统采用非接触式（侧拍）影像采集方式,实时拍摄多个测压管内水面浮标的运动影像（反映水深变化过程）,将影像资料导入计算机;利用软件识别系统,采用灰度化、二值化及开操作等对图像进行预处理,然后使用findContours获取各个测压管水面浮标质心坐标,通过标定系数转换为实际水位数据,最终得到各个测压管内水深同步变化的时间序列。通过水工模型试验验证,该方法较传统人工测量方法获得的数据误差在±1.5%内,且获取方式更快捷、数据更丰富,可为水工模型试验中测压管群水深测量提供新的思路。     

大型泵站主电机轴承油位检测技术研究

为保证大型泵站主电机安全运行，需进行电机轴承润滑油油位检测，常用的检测仪器有轴承油位信号器、磁翻板液位计、压阻式液位传感器、电容式液位传感器、光纤液位传感器、磁滞伸缩液位传感器、基于图像识别的油位检测系统等。基于图像识别的油位检测系统为非接触直接测量技术，具有实时性、主动性，所见即所得等特点，其中直接式图像液位测量系统则是不依赖任何辅助装置，根据测量条件，直接从图像中获取液位状态的特征信息，进而转化为液位高度。     

基于无人机自标定的表面流场测量方法

针对无人机图像标定及配准等关键技术问题,提出了一种基于无人机自标定的表面流场测量方法。该方法基于运动恢复结构(SFM)三维重建技术完成无人机图像自标定,采用加速稳健特征变换(SURF)方法对无人机图像进行配准。将该方法应用于南京市三汊河河口闸下游表面流场测量,结果表明,基于SFM的三维重建精度可以满足自标定的要求,不需要另外设置地面控制点对无人机图像进行标定,简化无人机标定过程, SURF方法可有效地消除无人机位置飘移对表面流场测量结果的影响。     

基于图像识别技术的水位测量误差分析

介绍了图像识别技术的水位测量原理。以太平场水文站试验为例,通过对图像识别技术进行各种不同场景下水位比测资料的收集与分析,验证了图像识别技术在水位测量中的精度,明确了其适用环境以及测验使用条件。试验结果表明:其测量精度基本满足应用要求,光线好的时候精度较高,在夜晚或漂浮物遮挡时误差较大,但可以通过安装红外反光图层的水尺和人工清理水尺等方法解决。     

新型光电式垂线坐标仪的研制

介绍了所设计的一种大量程无透镜光电式垂线坐标仪的测量原理、测量电路及测量过程,并通过试验证明了该仪器的可靠性和稳定行.仪器采用线阵点光源提供光照,无需透镜,光源布置简单,易于实现,解决了在潮湿环境中镜头发霉的问题,增加了加热设备,更适合大坝等潮湿环境中应用,可进行现场观测,该垂直坐标仪的量程达到100 mm.     

全站仪测定内陆水体水位的方法及精度分析

利用全站仪测定内陆水体水位的技术方法精度无明确技术规范可供参考。基于内陆水体水位控制测量的特殊性,从全站仪测量原理、方法、误差影响等方面展开分析和讨论。在实测资料基础上进行数据分析验证,阐述了采用全站仪进行水位控制测量的具体方法和技术要求,弥补了相关规范的不足。实际应用表明,隔点设站法进行水位测量是可行的,当两点距离超过300 m且小于1 200 m时,其精度较一站法高。     

一种基于互相关的三维PIV图像处理方法

本文建立了一种基于互相关技术的三维PIV图像处理方法，在该方法中，建立了粒子图像坐标与空间坐标的关系式；利用互相关技术构成连续两时刻三维空间粒子的对应方法；通过图像粒子的标定，照相机系统的标定，粒子空间坐标的确定，连续两时刻空间粒子的对应，误对应速度向量的判断和消除步骤，形成了一个完整的三维PIV图像处理系统。将本方法运用于日本可视化协会（VSJ）提供的三维标准图像的处理，结果表明，无论是低粒子浓度图像还是高粒子浓度图都具有精度高，可靠性强的特点。     

基于GNSS基准站数据的控制点CGCS2000坐标计算

针对中国部分区域CGCS2000控制点坐标较难获取的问题，提出了基于公开的GNSS数据计算控制点CGCS2000坐标的方法。选用GNSS基准站进行GNSS静态测量联测，利用GAMIT/GLOBK软件进行数据处理，获取未知点当前框架和当前历元下的空间三维坐标以进行框架历元转换，并计算未知控制点的CGCS2000坐标。结果表明：采用该方法计算控制点的平面精度总体保持在3 cm以内，高程精度总体保持在5 cm以内，可用于项目前期快速获取控制点CGCS2000坐标和项目中控制点CGCS2000坐标的校核。     

大量程步进式垂线坐标仪的研制

步进式变形监测仪器具有长期测量、测值稳定、可靠性高、测试原理简单、适用范围广等优点，在中国的大坝安全监测领域得到了广泛应用，但大量程步进式变形监测仪器的研制很难。文中介绍了一种新型步进式垂线坐标仪，该垂线坐标仪在引入独特的结构设计、先进的电子测量技术和优化的电机驱动控制策略的基础上，很好地解决了大量程工况下的高精度测量问题。     

JLWL-3型光电水位计的研制

论述了JLWL-3型光电水位计的设计原理、结构组成、主要技术特点。JIWL-3采用一个圆形光栅轮结合光电开关，由微处理器对光电脉冲计数，实现水位测量，其测量量程不受限制；在电路设计上采用了微功耗设计，易于通过低容量太阳能电池供电。     

基于真空激光准直监测系统的大量程CCD坐标仪的研制

分析了真空激光准直监测系统中图像采集出现畸变对测量精度的影响。设计了一种适用于其系统的大量程CCD坐标仪,介绍了该坐标仪的结构组成、测量原理、测量电路及图像分析方法,通过实际应用说明此结构测量精度高、稳定性好。此坐标仪结构简单、易于实现,适合于真空激光准直系统的监测。     

介绍一种新型水位测针

水位测针是水工模型等实验室用以测量水位的常规仪器,也是农田灌溉中用量水堰设备测量水位不可少的仪器,用途十分广泛。最近河海大学水力试验室从英国引进一套可倾斜的试验水槽设备,该设备配带有一种新型的水位测针,针,颇为新颖,现介绍如下: 规格:1.量程为50cm.目前尚未系列化。2.测量精度为0.1mm。特点:1.采用轻合金铸造强筋结构,不易变形;重量轻,移动、携带方便,造型美观。2.粗调测针可用手直接拉动标尺,精调(微动)则用螺纹付结构,直接旋转螺纹盘调节测针上下,比现行齿轮、齿条传动调整省力、可靠,不易磨损和损坏,使用寿命长。3.标尺及游标均暴露在外,标尺为塑料件刻花,十分醒目。而目前使用的测针,在金属上刻度,线细,反差小.读数十     

新型水位尺设计及图像识别方法研究

水雨情监测系统中，利用图像识别水位尺刻度采集水位已成为发展趋势。但是目前大面积使用的常规标准水位尺，存在反光严重、图像采集效果差、水位尺刻度不易识别以及对处理器配置要求高等问题，导致图像识别水位尺刻度采集水位的成本居高不下，至今无法实现大面积推广应用。利用圆形、正方形和三角形易识别的特点设计新型水位尺，并进行理论计算分析以及图像识别水位算法研究、测试。试验结果表明：新型水位尺的抗干扰能力强，图像识别效果好，处理速度快，成本大幅降低，具有推广价值。     

大量程水位自动采集装置研究

大量程水位自动采集装置为三峡工程防洪调度而研制，采取量程转换方式实现５０ｍ水位变幅的测量，气泡压力式测压，采用压阻式压力传感器进行压力变送，步进式自动切换量程。为保证测量精度，合理吸收了国内外的最新技术，结合本国具体条件，解决了恒流补气，标准压力柱校证，阻容环节滤波等技术问题。应用先进的单片机系统使整个装置智能化，自动储存一年的测量数据，能与水情自动测报系统联机，达到高度的自动、自记、自报。经试验证明，本装置有较高的测量精度，９８．４％频率的误差不超过±２ｃｍ，符合有关国际、国内标准的要求。     

基于增强现实的心墙堆石坝碾压施工过程可视化研究

针对现有的心墙堆石坝碾压施工过程可视化研究主要依靠虚拟现实方法，无法结合实际施工场景进行可视化分析，同时虚拟三维场景的构建消耗资源多且与实际施工场景有较大差别的问题，提出基于增强现实的心墙堆石坝碾压施工过程可视化方法。通过碾压轨迹的绘制来构建虚拟施工场景；借助摄像头与相机云台，通过坐标转换实现相机参数获取与虚拟相机注册；将摄像头采集的真实施工过程图像与虚拟施工场景通过跟踪注册进行虚实融合，结合实时监控、Web Service、射线检测、碰撞检测等技术，将获取的施工进度、施工质量等信息与真实施工场景进行耦合，实现增强现实环境下心墙堆石坝碾压施工过程的可视化展示与交互分析。此方法为施工管理人员结合现场实际对碾压施工过程进行分析管理提供了有效手段，提高了碾压施工过程管理的信息化、可视化水平。     

基于图像识别的床面推移质分布密度检测方法

为研究非均匀推移质的输移特性,开发了由影像采集系统和图像识别软件处理系统组成的床面运动颗粒分布密度及组成检测系统。该系统采用非接触式影像采集方式,运用图像识别技术提取颗粒特征值,对水沙运动零干扰。图像识别软件采用中值滤波及卷积处理等方法进行图像增强,采用自适应阈值技术分割图像。推移质低强度输移时,图像识别精度较高;推移质输移强度较高时,识别精度可通过修正系数进行修正。同时,还可以通过图像识别获取床面推移质的级配组成。水槽试验与检测对比结果表明:该检测系统具有较高的识别可靠性。     

基于图像处理和BP神经网络的水位识别研究

为了能够自适应地识别水位,针对目前水尺图像类水位识别软件中需要人工设定水尺总量程参数的弊端,提出了一种无需在软件中预设水尺总量程的水位监测方法。该方法通过训练好的BP人工神经网络智能识别水尺总量程,通过图像处理技术提取水尺刻度,最后利用水尺总量程和水尺刻度之间的数学关系计算出水位值。实例应用结果表明:该方法能够有效地识别水尺总量程和水位值。     

十米水位试验台的研制

经过四年多的努力.我所于1988年完成了十米水位试验台的研制任务,建成了国内第一台大型水位高精度检测试验设备,这是水文测量事业一项重要的科研成果。十米水位试验台(下简称水位台)具有量程大、精度高,技术现代化、可靠性高和适应性强等特点,能满足当前和今后一段时间内常规水位观测仪器的检测和性能测试试验的要求,使我国这方面的工作水平达到世界前列。     

气泡大小对涌升流流量影响的实验研究

该文基于开放水域中点源注气法产生涌升流的机理,在多功能实验水槽中,先后利用孔径为0.2 mm、0.3 mm和0.5 mm的孔板分别进行水下注气实验,以探究气泡大小对涌升流流量的影响。借助数字图像处理技术对摄相机拍下的气泡图像进行边缘提取,并将其近似标定成标准几何图形,进而计算出各个气泡的体积。考虑到气泡在上升过程中体积会发生变化,将涌升流区域分割成棱长为5 cm的正方体子区域,并用螺旋测速仪测量各子区域中上升的流速。然后通过积分,计算出了不同注气时水体中涌升流的流量大小。最后归纳了基于Ashton涌升流流量计算方法的修正公式,并用实验数据验证了其准确性。     

提升识别河道倾斜流凌图像准确度的理论基础与实践

针对黄河什四份子弯道远程监测视频中流凌图像存在倾斜变形问题，基于摄影测量学原理对倾斜变形图像进行校正，建立一种考虑相机安装高度、相机倾斜角度及河道水位变动影响的图像像点比例尺校正方法。以2021—2022年凌汛期什四份子弯道监测图像为例，结合现场测量数据与雷达数据，拟合水平比例尺和竖直比例尺表达式，根据图像信息和水位信息实时计算流凌真实位置信息，公式拟合图像比例尺的相对误差在±6%以内；采用比例尺表达式对图像进行校正，获得校正后流凌密集度、流速等参数，统计流凌密集度与流速关系，证明了倾斜流凌图像校正的必要性。