CN115164847A - 一种水位测量方法、装置及*** - Google Patents

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Abstract

本申请公开了一种水位测量方法、装置及***，确定通过距离采集装置获得的深度图像，基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物，若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。本方案中首先通过距离采集装置获得的深度图像确定目标范围内是否存在障碍物，以便不存在障碍物时才启动微波距离采集装置进一步进行距离的测定，避免了目标范围内有障碍物时，由于障碍物的影响而导致微波距离采集装置对距离测定的准确度降低的问题，提高了水位测量的精度。

Description

一种水位测量方法、装置及***
技术领域
本申请涉及测量领域，尤其涉及一种水位测量方法、装置及***。
背景技术
水位计广泛应用在各种水资源监控场所，用来监测河道、渠道等水位变化情况。常用的水位计有浮子式、雷达、压力式等多种形式，其中雷达水位计是非接触时的水位测量仪器。
但是，雷达水位计在使用过程中，通常会由于渠道周边的树木、杂草等的生长而对雷达水位计的测量精度造成影响。
发明内容
有鉴于此，本申请提供一种水位测量方法、装置及***，其具体方案如下：
一种水位测量方法，包括：
确定通过距离采集装置获得的深度图像；
基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否存在障碍物；
若所述目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离；
基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，所述水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
进一步的，所述基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，包括：
基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水面之间的第二距离；
基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离；
将所述水位测量装置的安装高度与所述水位测量装置与水面之间的确定距离之间的差值确定为所述水深的数值。
进一步的，所述基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离，包括：
基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水底之间的第三距离；
将所述第三距离与预先确定的所述水位测量装置的安装高度进行比较，确定所述距离采集装置的测量精度；
基于第一距离、第二距离以及所述距离采集装置的测量精度确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离。
进一步的，还包括：
基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否有水，以便在确定所述目标范围内有水时，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离。
进一步的，还包括：
基于连续多次获得的深度图像及第一距离通过滤波方程多次确定水深数值。
一种水位测量装置，包括：
距离采集装置，用于获取深度图像；
微波测距装置，用于获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离；
处理器，用于基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内不存在障碍物时，控制微波测距装置获得第一距离，基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
进一步的，所述处理器用于：
基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水面之间的第二距离；基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离；将所述水位测量装置的安装高度与所述水位测量装置与水面之间的确定距离之间的差值确定为所述水深的数值。
进一步的，所述处理器基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离，包括：
所述处理器基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水底之间的第三距离；将所述第三距离与预先确定的所述水位测量装置的安装高度进行比较，确定所述距离采集装置的测量精度；基于第一距离、第二距离以及所述距离采集装置的测量精度确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离。
进一步的，所述处理器还用于：
基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否有水，以便在确定所述目标范围内有水时，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离。
一种水位测量***，包括：
第一确定单元，用于确定通过距离采集装置获得的深度图像；
第二确定单元，用于基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否存在障碍物；
获得单元，用于在所述目标范围内不存在障碍物时，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离；
第三确定单元，用于基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，所述水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
从上述技术方案可以看出，本申请公开的水位测量方法、装置及***，确定通过距离采集装置获得的深度图像，基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物，若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。本方案中首先通过距离采集装置获得的深度图像确定目标范围内是否存在障碍物，以便不存在障碍物时才启动微波距离采集装置进一步进行距离的测定，避免了目标范围内有障碍物时，由于障碍物的影响而导致微波距离采集装置对距离测定的准确度降低的问题，提高了水位测量的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例公开的一种水位测量方法的流程图；
图2为本申请实施例公开的一种微波测距装置的采样阶段的示意图；
图3为本申请实施例公开的一种微波测距装置的测距原理示意图；
图4为本申请实施例公开的一种水位测量方法的流程图；
图5为本申请实施例公开的一种距离采集装置的测距原理示意图；
图6为本申请实施例公开的一种输出水位值的更新迭代示意图；
图7为本申请实施例公开的一种水位测量装置的结构示意图；
图8为本申请实施例公开的一种水位测量***的结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
本申请公开了一种水位测量方法，其流程图如图1所示，包括：
步骤S11、确定通过距离采集装置获得的深度图像；
步骤S12、基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物；
步骤S13、若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离；
步骤S14、基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
距离采集装置能够获得深度图像，距离采集装置包括发射器和接收器，发射器发射光线，若发射光线的前方有遮挡，该发射光线会被反射，形成反射光线，反射光线由接收器接收。
接收器接收到反射光线，会测量每个像素的深度、幅度和相位差，由此可得到高度可靠的深度图像，以及完整场景的灰度图像。
距离采集装置可具体采用TOF技术，其能够实时感测并快速采集数据。TOF所需的深度数据处理比结构光或立体视觉等其他算法密集型深度感测技术要求低，便于低功耗实时应用。
距离采集装置的发射器用于发射有源调制红外光，通过透镜接收物体的反射信号，利用TOF传感器直接测量每个像素的深度和幅度，通过TOF模拟前端对采集的信号进行实时的处理，以将采集的信号转换成数字量，之后由处理器对前端信号进行处理，得到一定像素的深度图像，通过处理器对深度图像的分析处理，可得到深度图像中涉及到的现场工况。
现场工况可以包括深度图像的目标范围内是否存在障碍物，其中，目标范围可以为深度图像中从距离采集装置到达水面或水底这一范围，也可以为距离采集装置的采集范围。
障碍物可具体为：河道旁边的树木或草丛，或者，河道内部的杂草，或者，距离采集装置采集范围内有小鸟飞过等。
只有在确定目标范围内不存在障碍物时，才会启动微波测距装置进行距离的测量，以保证微波测距装置测量数据的准确性；若在并未确定目标范围内不存在障碍物时，如：在河道旁边的树木在水位测量装置的采集范围内，直接采用微波测距装置测量数据，就会导致由于树木所在位置对微波测距装置的数据采集造成影响，从而降低测量的精度。
其中，距离采集装置及微波测距装置均用于构成水位测量装置，水位测量装置的采集范围即微波测距装置的采集范围，距离采集装置的采集范围可以与微波测距装置的采集范围相同，也可以稍大于微波测距装置的采集范围，以保证通过距离采集装置确定的采集范围内没有障碍物时，微波测距装置的采集范围内必然没有障碍物。
进一步的，还可以包括：
基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否有水，以便在确定目标范围内有水时，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离。
具体的，渠道通常只有在灌溉季节才会有水流通过，大部分时间是无水的，在无水时，雷达水位计容易出现水位的跳变等异常工作状态，为了避免这一情况，就在通过微波测距装置进行测距之前，首先确定渠道中是否有水，只有在有水的情况下，才会启动微波测距装置进行测距，当渠道中没有水时，也就无需进行水位的测量。
由于深度图像中包括每个像素的深度和幅度，通过对深度图像中目标范围内的每个像素的深度和幅度的分析，可确定深度图像的目标范围内是否有水。
具体的，可通过深度图像首先分析确定目标范围内是否存在障碍物，当不存在障碍物时，再确定目标范围内是否有水，只有在目标范围内不存在障碍物，且目标范围内有水时，才会启动微波测距装置进行距离的测量。
微波测距装置可具体为FMCW调频连续波微波距离测量***，具体的，微波测距装置利用线性调频的雷达波对物体到达雷达天线的距离进行测量，在一个调制周期中，波形变化范围A、B、C三个阶段，由于B阶段的调频器件处于稳定状态，因此选取B阶段的调频波的差频信号进行距离的测量。
其中，在A阶段，雷达波的频率是固定的，为数据采集做准备，射频器件，模数转换器件等进入等待工作状态，在C阶段，信号中含有畸变的距离信号，模数转换器件此时不再进行数据的采集，因此选取射频器件处于稳定状态的B阶段的波形进行计算。其示意图如图2所示，A阶段对应的时间段为tA，B阶段对应的时间段为tB，C阶段对应的时间段为tC，在A阶段雷达波的频率固定，在B阶段调频器件处于稳定状态，频率逐渐升高，在C阶段频率逐渐降低并趋于固定。
微波测距装置包括收发天线及毫米波收发机，收发机主要完成微波信号的收发及微波接收发送差频信号的处理，差频信号通过模数转换器后送到处理器。
具体的，通过微波测距装置确定的微波天线与水面之间的第一距离d1为：
Figure BDA0003793020620000071
其中，d1为第一距离fb是差频信号，c是光速，tB为B阶段的周期，B为调频的带宽。
如图3所示，毫米波收发机通过微波天线发射毫米波，毫米波在到达水面后会反射回毫米波收发机，之后通过上述计算公式确定第一距离。
由于在安装水位测量装置时，该水位测量装置的安装高度是固定的，而该安装高度即水位测量装置与水底之间的距离，因此，可直接将安装高度与第一距离之间的差值确定为水深，即HS＝H1-d1，其中，HS为水深，H1为安装高度。
本实施例公开的水位测量方法，确定通过距离采集装置获得的深度图像，基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物，若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。本方案中首先通过距离采集装置获得的深度图像确定目标范围内是否存在障碍物，以便不存在障碍物时才启动微波距离采集装置进一步进行距离的测定，避免了目标范围内有障碍物时，由于障碍物的影响而导致微波距离采集装置对距离测定的准确度降低的问题，提高了水位测量的精度。
本实施例公开了一种水位测量方法，其流程图如图4所示，包括：
步骤S41、确定通过距离采集装置获得的深度图像；
步骤S42、基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否有障碍物，以及确定距离采集装置与水面之间的第二距离；
步骤S43、若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离；
步骤S44、基于第一距离及第二距离确定水位测量装置与水面之间的确定距离；
步骤S45、将水位测量装置的安装高度与水位测量装置与水面之间的确定距离之间的差值确定为水深的数值。
通过距离采集装置获得的深度图像，除用于确定是否存在障碍物和/或是否有水外，还用于确定距离采集装置与水面之间的第二距离。
具体的，由于距离采集装置包括发射器和接收器，发射器发射光线，若发射光线的前方有遮挡，发射光线会被反射形成反射光线，反射光线由接收器接收，根据发射器发射出的发射光线的时刻与接收器接收到反射光线的时刻所构成的时间差确定该遮挡与距离采集装置之间的距离，即水面与距离采集装置之间的距离。
另外，还可以采用相位调制方式来得到深度图像的距离值，示意图如图5所示，由光源发出光线，经过物体反射，通过透镜到达TOF传感器，即距离采集装置，其中，发射光源的信号s(t)为：
s(t)＝sin(2πfmt)
其中，fm为光源的调制频率。
接收到的信号r(t)为：
r(t)＝Rsin(2πfmt-φ)
其中，φ为信号的相位。
那么，水面到传感器的第二距离d2为：
Figure BDA0003793020620000081
其中，c为光速。
通过上述公式可计算得到水面到距离采集装置的第二距离，并通过另外的公式可计算得到水面到微波测距装置的第一距离，基于第一距离及第二距离可得到水面到水位测量装置的确定距离。
可采用Kalman滤波算法对第一距离及第二距离进行估计优化，计算出确定距离。具体的，首先通过测量模块确定第一距离的误差，以及第二距离的误差，通过预测模块利用***状态方程预测状态及输出，同时计算出预测量的协方差，通过更新模块根据当前的测量模块值和预测模块值对输出值进行更新迭代，输出优化后的水位值。
这就需要连续多次获得深度图像，并连续多次通过微波测距装置获得第一距离，之后基于每次得到的深度图像、第一距离通过滤波方程多次确定水深数值，才能够通过更新迭代，实现水位值的优化输出。
具体的，其示意图如图6所示，预测模块和更新模块是根据测量结果，结合***的状态方程进行连续的更新迭代运算，距离测量装置和微波测距装置每测量一次，更新模块通过运算输出最优的测量结果，这个测量结果就是测量装置的输出水位值，预测模块是在取得测量结果之前，根据上次的更新模块数据来预测这次测量的结果值。
其中，距离采集装置的误差可以为10mm，微波测距装置的误差可以为3mm。
另外，还可以包括：基于深度图像确定距离采集装置与水底之间的第三距离，将第三距离与预先确定的水位测量装置的安装高度进行比较，确定距离采集装置的测量精度，基于第一距离、第二距离及测量精度确定水位测量装置与水面之间的确定距离。
由于水位测量装置的安装高度是确定的，即水位测量装置与水底之间的距离是确定的，而通过距离采集装置既能够采集到距离采集装置与水面之间的距离，也能够采集到距离采集装置与水底之间的距离，那么，就可以将距离采集装置采集到的距离采集装置与水底之间的距离与安装高度进行比较，从而确定距离采集装置采集到的数据的误差，由此即可确定第二距离的误差，从而能够更精确的确定水位测量装置与水面之间的确定距离，以提高测量精度。
本实施例公开的水位测量方法，确定通过距离采集装置获得的深度图像，基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物，若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。本方案中首先通过距离采集装置获得的深度图像确定目标范围内是否存在障碍物，以便不存在障碍物时才启动微波距离采集装置进一步进行距离的测定，避免了目标范围内有障碍物时，由于障碍物的影响而导致微波距离采集装置对距离测定的准确度降低的问题，提高了水位测量的精度。
本实施例公开了一种水位测量装置，其结构示意图如图7所示，包括：
距离采集装置71，微波测距装置72及处理器73。
其中，距离采集装置71用于获取深度图像；
微波测距装置72用于获得微波测距装置与水面之间的第一距离；
处理器73用于基于深度图像确定深度图像的目标范围内不存在障碍物时，控制微波测距装置获得第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
距离采集装置能够获得深度图像，距离采集装置包括发射器和接收器，发射器发射光线，若发射光线的前方有遮挡，该发射光线会被反射，形成反射光线，反射光线由接收器接收。
接收器接收到反射光线，会测量每个像素的深度、幅度和相位差，由此可得到高度可靠的深度图像，以及完整场景的灰度图像。
距离采集装置可具体采用TOF技术，其能够实时感测并快速采集数据。TOF所需的深度数据处理比结构光或立体视觉等其他算法密集型深度感测技术要求低，便于低功耗实时应用。
距离采集装置的发射器用于发射有源调制红外光，通过透镜接收物体的反射信号，利用TOF传感器直接测量每个像素的深度和幅度，通过TOF模拟前端对采集的信号进行实时的处理，以将采集的信号转换成数字量，之后由处理器对前端信号进行处理，得到一定像素的深度图像，通过处理器对深度图像的分析处理，可得到深度图像中涉及到的现场工况。
现场工况可以包括深度图像的目标范围内是否存在障碍物，其中，目标范围可以为深度图像中从距离采集装置到达水面或水底这一范围，也可以为距离采集装置的采集范围。
障碍物可具体为：河道旁边的树木或草丛，或者，河道内部的杂草，或者，距离采集装置采集范围内有小鸟飞过等。
只有在确定目标范围内不存在障碍物时，才会启动微波测距装置进行距离的测量，以保证微波测距装置测量数据的准确性；若在并未确定目标范围内不存在障碍物时，如：在河道旁边的树木在水位测量装置的采集范围内，直接采用微波测距装置测量数据，就会导致由于树木所在位置对微波测距装置的数据采集造成影响，从而降低测量的精度。
其中，距离采集装置及微波测距装置均用于构成水位测量装置，水位测量装置的采集范围即微波测距装置的采集范围，距离采集装置的采集范围可以与微波测距装置的采集范围相同，也可以稍大于微波测距装置的采集范围，以保证通过距离采集装置确定的采集范围内没有障碍物时，微波测距装置的采集范围内必然没有障碍物。
进一步的，处理器还用于：
基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否有水，以便在确定目标范围内有水时，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离。
具体的，渠道通常只有在灌溉季节才会有水流通过，大部分时间是无水的，在无水时，雷达水位计容易出现水位的跳变等异常工作状态，为了避免这一情况，就在通过微波测距装置进行测距之前，首先确定渠道中是否有水，只有在有水的情况下，才会启动微波测距装置进行测距，当渠道中没有水时，也就无需进行水位的测量。
由于深度图像中包括每个像素的深度和幅度，通过对深度图像中目标范围内的每个像素的深度和幅度的分析，可确定深度图像的目标范围内是否有水。
具体的，可通过深度图像首先分析确定目标范围内是否存在障碍物，当不存在障碍物时，再确定目标范围内是否有水，只有在目标范围内不存在障碍物，且目标范围内有水时，才会启动微波测距装置进行距离的测量。
微波测距装置可具体为FMCW调频连续波微波距离测量***，具体的，微波测距装置利用线性调频的雷达波对物体到达雷达天线的距离进行测量，在一个调制周期中，波形变化范围A、B、C三个阶段，由于B阶段的调频器件处于稳定状态，因此选取B阶段的调频波的差频信号进行距离的测量。
其中，在A阶段，雷达波的频率是固定的，为数据采集做准备，射频器件，模数转换器件等进入等待工作状态，在C阶段，信号中含有畸变的距离信号，模数转换器件此时不再进行数据的采集，因此选取射频器件处于稳定状态的B阶段的波形进行计算。其示意图如图2所示，A阶段对应的时间段为tA，B阶段对应的时间段为tB，C阶段对应的时间段为tC，在A阶段雷达波的频率固定，在B阶段调频器件处于稳定状态，频率逐渐升高，在C阶段频率逐渐降低并趋于固定。
微波测距装置包括收发天线及毫米波收发机，收发机主要完成微波信号的收发及微波接收发送差频信号的处理，差频信号通过模数转换器后送到处理器。
具体的，通过微波测距装置确定的微波天线与水面之间的第一距离d1为：
Figure BDA0003793020620000121
其中，d1为第一距离fb是差频信号，c是光速，tB为B阶段的周期，B为调频的带宽。
如图3所示，毫米波收发机通过微波天线发射毫米波，毫米波在到达水面后会反射回毫米波收发机，之后通过上述计算公式确定第一距离。
由于在安装水位测量装置时，该水位测量装置的安装高度是固定的，而该安装高度即水位测量装置与水底之间的距离，因此，可直接将安装高度与第一距离之间的差值确定为水深，即HS＝H1-d1，其中，HS为水深，H1为安装高度。
进一步的，处理器73还用于：基于深度图像确定距离采集装置与水面之间的第二距离；基于第一距离及第二距离确定水位测量装置与水面之间的确定距离；将水位测量装置的安装高度与水位测量装置与水面之间的确定距离之间的差值确定为水深的数值。
通过距离采集装置获得的深度图像，除用于确定是否存在障碍物和/或是否有水外，还用于确定距离采集装置与水面之间的第二距离。
具体的，由于距离采集装置包括发射器和接收器，发射器发射光线，若发射光线的前方有遮挡，发射光线会被反射形成反射光线，反射光线由接收器接收，根据发射器发射出的发射光线的时刻与接收器接收到反射光线的时刻所构成的时间差确定该遮挡与距离采集装置之间的距离，即水面与距离采集装置之间的距离。
另外，还可以采用相位调制方式来得到深度图像的距离值，示意图如图5所示，由光源发出光线，经过物体反射，通过透镜到达TOF传感器，即距离采集装置，其中，发射光源的信号s(t)为：
s(t)＝sin(2πfmt)
其中，fm为光源的调制频率。
接收到的信号r(t)为：
r(t)＝Rsin(2πfmt-φ)
其中，φ为信号的相位。
那么，水面到传感器的第二距离d2为：
Figure BDA0003793020620000141
其中，c为光速。
通过上述公式可计算得到水面到距离采集装置的第二距离，并通过另外的公式可计算得到水面到微波测距装置的第一距离，基于第一距离及第二距离可得到水面到水位测量装置的确定距离。
可采用Kalman滤波算法对第一距离及第二距离进行估计优化，计算出确定距离。具体的，首先通过测量模块确定第一距离的误差，以及第二距离的误差，通过预测模块利用***状态方程预测状态及输出，同时计算出预测量的协方差，通过更新模块根据当前的测量模块值和预测模块值对输出值进行更新迭代，输出优化后的水位值。
这就需要连续多次获得深度图像，并连续多次通过微波测距装置获得第一距离，之后基于每次得到的深度图像、第一距离通过滤波方程多次确定水深数值，才能够通过更新迭代，实现水位值的优化输出。
具体的，其示意图如图6所示，预测模块和更新模块是根据测量结果，结合***的状态方程进行连续的更新迭代运算，距离测量装置和微波测距装置每测量一次，更新模块通过运算输出最优的测量结果，这个测量结果就是测量装置的输出水位值，预测模块是在取得测量结果之前，根据上次的更新模块数据来预测这次测量的结果值。
其中，距离采集装置的误差可以为10mm，微波测距装置的误差可以为3mm。
另外，还可以包括：基于深度图像确定距离采集装置与水底之间的第三距离，将第三距离与预先确定的水位测量装置的安装高度进行比较，确定距离采集装置的测量精度，基于第一距离、第二距离及测量精度确定水位测量装置与水面之间的确定距离。
由于水位测量装置的安装高度是确定的，即水位测量装置与水底之间的距离是确定的，而通过距离采集装置既能够采集到距离采集装置与水面之间的距离，也能够采集到距离采集装置与水底之间的距离，那么，就可以将距离采集装置采集到的距离采集装置与水底之间的距离与安装高度进行比较，从而确定距离采集装置采集到的数据的误差，由此即可确定第二距离的误差，从而能够更精确的确定水位测量装置与水面之间的确定距离，以提高测量精度。
本实施例公开的水位测量装置，确定通过距离采集装置获得的深度图像，基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物，若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。本方案中首先通过距离采集装置获得的深度图像确定目标范围内是否存在障碍物，以便不存在障碍物时才启动微波距离采集装置进一步进行距离的测定，避免了目标范围内有障碍物时，由于障碍物的影响而导致微波距离采集装置对距离测定的准确度降低的问题，提高了水位测量的精度。
本实施例公开了一种水位测量***，其结构示意图如图8所示，包括：
第一确定单元81，第二确定单元82，获得单元83及第三确定单元84。
其中，第一确定单元81用于确定通过距离采集装置获得的深度图像；
第二确定单元82用于基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物；
获得单元83用于在目标范围内不存在障碍物时，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离；
第三确定单元84用于基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
本实施例所公开的水位测量***是基于上述实施例公开的水位测量方法实现的，在此不再赘述。
本实施例公开的水位测量***，确定通过距离采集装置获得的深度图像，基于深度图像确定深度图像的目标范围内是否存在障碍物，若目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得微波测距装置与水面之间的第一距离，基于深度图像、第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。本方案中首先通过距离采集装置获得的深度图像确定目标范围内是否存在障碍物，以便不存在障碍物时才启动微波距离采集装置进一步进行距离的测定，避免了目标范围内有障碍物时，由于障碍物的影响而导致微波距离采集装置对距离测定的准确度降低的问题，提高了水位测量的精度。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本申请的范围。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种水位测量方法，其特征在于，包括：
确定通过距离采集装置获得的深度图像；
基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否存在障碍物；
若所述目标范围内不存在障碍物，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离；
基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，所述水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，包括：
基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水面之间的第二距离；
基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离；
将所述水位测量装置的安装高度与所述水位测量装置与水面之间的确定距离之间的差值确定为所述水深的数值。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离，包括：
基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水底之间的第三距离；
将所述第三距离与预先确定的所述水位测量装置的安装高度进行比较，确定所述距离采集装置的测量精度；
基于第一距离、第二距离以及所述距离采集装置的测量精度确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否有水，以便在确定所述目标范围内有水时，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
基于连续多次获得的深度图像及第一距离通过滤波方程多次确定水深数值。
6.一种水位测量装置，其特征在于，包括：
距离采集装置，用于获取深度图像；
微波测距装置，用于获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离；
处理器，用于基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内不存在障碍物时，控制微波测距装置获得第一距离，基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器用于：
基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水面之间的第二距离；基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离；将所述水位测量装置的安装高度与所述水位测量装置与水面之间的确定距离之间的差值确定为所述水深的数值。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述处理器基于所述第一距离及所述第二距离确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离，包括：
所述处理器基于所述深度图像确定所述距离采集装置与水底之间的第三距离；将所述第三距离与预先确定的所述水位测量装置的安装高度进行比较，确定所述距离采集装置的测量精度；基于第一距离、第二距离以及所述距离采集装置的测量精度确定所述水位测量装置与水面之间的确定距离。
9.根据权利要求6所述的装置，其特征在于，所述处理器还用于：
基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否有水，以便在确定所述目标范围内有水时，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离。
10.一种水位测量***，其特征在于，包括：
第一确定单元，用于确定通过距离采集装置获得的深度图像；
第二确定单元，用于基于所述深度图像确定所述深度图像的目标范围内是否存在障碍物；
获得单元，用于在所述目标范围内不存在障碍物时，通过微波测距装置获得所述微波测距装置与水面之间的第一距离；
第三确定单元，用于基于所述深度图像、所述第一距离及水位测量装置的安装高度确定水深，其中，所述水位测量装置的安装高度为水位测量装置与水底之间的距离。
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