一种机器视觉液位测量系统的制作方法

本发明涉及智能测量，特别涉及一种机器视觉液位测量系统。

背景技术：

1、前市面上已有光电传感器检测、超声波检测和机器视觉液位检测等液位检测方法,其中机器视觉液位检测是一种非接触式、无损的检测方法。

2、常见的测量方式是将测量仪器通过预先设置好的法兰组件对应的检测口对管道内的液体进行测量，一般是对同位置进行单次或多次测量，将仪器上的直接读取结果作为测量结果，但是该过程中由于测量位置单一，导致测量精度不高，降低对管道故障的处理效率。

3、因此，本发明提出一种机器视觉液位测量系统。

技术实现思路

1、本发明提供一种机器视觉液位测量系统，用以通过根据测量需求锁定检测口，来进行多位置的液位测量，通过对信号及直接测量值的分析，有效确定最后值进行阈值报警，提高测量的精度，避免因为测量失误导致报警错误。

2、本发明提供一种机器视觉液位测量系统，包括：

3、锁定模块，用于根据液位测量需求，从目标管道上所设置的若干法兰组件构成的装配检测口中锁定第一检测口；

4、控制模块，用于控制液位测量仪器分别基于每个第一检测口对所述目标管道内的液体进行液位测量，获取得到液位测量信号以及直接测量值；

5、值分析模块，用于对所有液位测量信号以及直接测量值进行分析，获取得到所述目标管道的最终液位值，并判断是否需要对所述目标管道进行阈值报警。

6、优选的，锁定模块，包括：

7、提取单元，用于提取所述液位测量需求的需求行为，并基于行为分析模型对每条需求行为进行意愿分析，获取得到每个需求行为的意愿集合；

8、权重计算单元，用于对每个意愿集合中的各项元素值进行聚类分析，并选取最大聚类中心以及第二大聚类中心，计算对应意愿集合的意愿权重；

9、

10、其中，ymax,1表示对应最大聚类中心的参数值；nmax,1表示基于最大聚类中心下的聚类参数数量；ymax,2表示对应第二大聚类中心的参数值；nmax,2表示基于第二大聚类中心下的聚类参数数量；σ12表示基于对应意愿集合下的参数值的方差；σ22表示基于对应最大聚类中心及第二大聚类中心下的参数值的方差；m1表示对应意愿集合中的参数总数量；yi表示对应意愿集合下第i个聚类中心的参数值；ni表示对应意愿集合下第i个聚类中心下的聚类参数数量；q1表示对应意愿集合的意愿权重；

11、系数计算单元，用于根据对应意愿集合进行聚类分析后涉及到的聚类中心数量，计算对应意愿集合的主动系数；

12、

13、其中，z1表示对应意愿集合的主动系数；m2表示对应意愿集合中聚类中心的参数值大于预设值的聚类中心个数；

14、值计算单元，用于根据同个意愿集合下的意愿权重与主动系数，计算对应的意愿值；

15、

16、其中，y1表示对应意愿集合的意愿值；

17、行为筛选单元，用于从所有意愿权重中筛选最大权重对应的第一行为、从所有主动系数中筛选最大系数对应的第二行为以及从所有意愿值中筛选最大值对应的第三行为；

18、值确定单元，用于分别根据所述第一行为、第二行为、第三行为所对应行为结构中的最优行为描述，确定液位测量精细值；

19、j0＝max(u(s1),u(s2),u(s3))+δ

20、

21、其中，j0表示液位测量精细值；u(s1)表示基于第一行为最优行为描述的精细函数；u(s2)表示基于第二行为最优行为描述的精细函数；u(s3)表示基于第三行为最优行为描述的精细函数；δ表示精细值调节函数；max表示最大值符号；

22、模式匹配单元，用于根据所述液位测量精细值从检测数据库中匹配得到相应的检测模式，并将所述检测模式中涉及到的检测口视为第一检测口。

23、优选的，控制模块，包括：

24、同步测量单元，用于向每个液位测量仪器多次同步下发液位测量指令，获取得到基于所述目标管道内的液体的多次同步测量结果；

25、异步测量单元，用于在第一测量结束之后，向每个液位测量仪器下发多次异步液位测量指令，并分别获取得到每个液位测量仪器的异步测量结果；

26、结果获取单元，用于基于多次同步测量结果以及所有异步测量结果，得到液位测量结果。

27、优选的，控制模块，还包括：

28、记录单元，用于记录每个液位测量仪器的测量输出信号以及测量输入信号，其中，所述测量输出信息对应液位测量仪器的液位测量信号；

29、误差确定单元，用于根据测量输入信号的信号类型，从执行数据库中调取执行程序，并根据所述执行程序确定信号转化误差；

30、矩阵构建单元，用于基于多次同步测量结果以及同步测量时间，构建得到同步测量矩阵，其中，所述同步测量矩阵的行为同步测量时间下的所有液位测量仪器的测量值，列为同步测量时间下的同个液位测量仪器的测量值；

31、向量构建单元，用于基于所有异步测量结果以及每个液位测量仪器的异步测量时间，构建得到每个液位测量仪器的异步测量列向量；

32、差异确定单元，用于分别将每个异步测量列分别放入到所述同步测量矩阵的首列，则确定新增列矩阵与同步测量矩阵的差异特征值；

33、调整单元，用于基于所有差异特征值及对应的信号转化误差，对所述同步测量矩阵中的相应列的元素进行调整，并计算得到直接测量值。

34、优选的，调整单元，包括：

35、相加块；将差异特征值与同步测量矩阵中的相应列进行对应，并按照相应的差异特征值对相应列的每个元素进行相加处理；

36、计算块：根据如下公式，计算对应列的列测量值；

37、

38、其中，l1表示对应的列测量值；r1j2表示对应列中第j1个相加处理后的元素的值；m2表示对应列中元素的总个数；(r1j2)max表示所有r1j2中的最大值；(r1j2)min表示所有r1j2中的最小值；m21表示差异特征值大于等于0的个数；m11表示差异特征值小于0的个数；m22表示对应列中元素的值大于等于对应列的平均元素值的个数；m12表示对应列中元素的值小于对应列的平均元素值的个数；[]表示取整符号；σ12表示基于差异特征值的方差；σ22表示对应列的元素值的方差；

39、根据所述列测量值，计算得到对应液位测量仪器的直接测量值；

40、lz＝(1-o1)l1

41、其中，o1表示信号转化误差；lz为直接测量值。

42、优选的，值分析模块，包括：

43、图获取单元，用于获取每个液位测量仪器所对应第一检测口的口径横向方向以及口径竖向方向，来确定对应液位测量仪器进入对应第一检测口的倾斜角度，同时，基于目标管道内部设置的能量传感器监测液位传感器进入所述目标管道内部后基于液体的作用波，并构建得到对应第一检测口的波向图；

44、解析单元，用于解析所述波向图获取得到插入角度，且结合对应的倾斜角度，得到实际测量角度；

45、样本建立单元，用于控制对应液位测量仪开启，并记录n1个测量时刻的测量波长以及测量强度，并建立对应第一检测口的测量样本；

46、归一化单元，用于对所述测量样本进行数值归一化处理，构建测量曲线；

47、点确定单元，用于对所述测量曲线进行曲线拟合确定离散点，并基于拟合线本身所述离散点进行第一修正调整，以及通过实际测量角度对所述离散点进行第二修正调整；

48、曲线拟合单元，用于基于调整后的点重新绘制曲线进行曲线拟合得到新的拟合值，并作为液位参考值；

49、液位值确定单元，用于根据同个液位测量仪器的直接测量值、液位参考值、液位测量信号，得到对应第一检测口的初始液位值；

50、综合分析单元，用于对所有初始液位值进行综合分析，得到目标管道的最终液位值。

51、优选的，值分析模块，还包括：

52、判断单元，用于判断所述最终液位值是否小于预设阈值；

53、若小于，判断需要对所述目标管道进行阈值报警。

54、优选的，液位值确定单元，包括：

55、

56、其中，l1为同个液位测量仪器的直接测量值，lc为同个液位测量仪器的液位参考值，lx为同个液位测量仪器的液位测量信号的转化值，l01为初始液位值；hd表示与液位测量需求的液位测量精细值的调节系数。

57、本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

58、下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。