一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法及其裝置制造方法
【專利摘要】一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法及其裝置，利用機(jī)器視覺技術(shù)，將兩臺(tái)高精度工業(yè)攝像機(jī)與高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)相連接組成水處理實(shí)時(shí)檢測(cè)控制裝置。該裝置采用雙池采樣，工業(yè)計(jì)算機(jī)中安裝自主設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)相關(guān)算法與工具，構(gòu)成一個(gè)混凝投藥閉環(huán)串級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)。其核心是圖像采集和處理層，采用多模塊化處理；在數(shù)據(jù)融合層對(duì)其進(jìn)行多維數(shù)據(jù)融合與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，最后根據(jù)結(jié)論，建立投藥量與原水水質(zhì)、混凝劑、絮凝池絮體等效粒徑與數(shù)量，沉淀池絮體沉速、濾前水水質(zhì)參數(shù)關(guān)系的多源數(shù)據(jù)融合的數(shù)學(xué)模型；在串級(jí)閉環(huán)控制層實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制混凝劑的投加量，以達(dá)到保證供水水質(zhì)，減少混凝劑的消耗量，降低制水成本的目的。本發(fā)明適用于水廠的水處理。
【專利說明】一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法及其裝置
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法裝置及其方法，屬于水處理研究領(lǐng)域。
[0002]【背景技術(shù)】
隨著生活水平的不斷提高，人們對(duì)飲用水水質(zhì)的要求也越來越高，無論原水取自何種水源，都不同程度地含有許多雜質(zhì)，包括攜帶的懸浮物、膠體、溶解物等，水處理的任務(wù)就是去除原水中的各種雜質(zhì)，使之達(dá)到飲用水標(biāo)準(zhǔn)。因此如何對(duì)原水進(jìn)行有效的檢測(cè)和處理，是我們目前水處理過程中面對(duì)的主要問題。
[0003]前期的研究表明:現(xiàn)有的機(jī)器視覺絮體檢測(cè)采樣點(diǎn)均設(shè)在絮凝池末端緩慢水流處，流速2.5mm/s,比實(shí)際沉淀池水平流速10-25m/s小的多，采樣代表性不足，基于此，絮凝池和沉淀池雙池采樣點(diǎn)的確定作為絮體檢測(cè)方法研究的一個(gè)重要組成部分。
[0004]以前的處理方法是單模塊解決方案，對(duì)圖像進(jìn)行相同的處理后，再進(jìn)行識(shí)別和跟蹤操作，針對(duì)性不強(qiáng)，操作過程復(fù)雜，實(shí)驗(yàn)結(jié)果誤差大。
[0005]
【發(fā)明內(nèi)容】

本發(fā)明的目的是:針對(duì)絮凝過程極其復(fù)雜并與諸多因素相關(guān)的現(xiàn)狀，本發(fā)明公開一種基于機(jī)器視覺的新型水處理裝置與方法，該裝置根據(jù)獲得相對(duì)精確的檢測(cè)數(shù)據(jù)，通過不同系統(tǒng)模塊數(shù)據(jù)進(jìn)行融合，得出反饋數(shù)據(jù)，控制投藥量。
·[0006]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種基于機(jī)器視覺的水處理方法，在基于機(jī)器視覺技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用雙池采樣法，將兩臺(tái)高精度工業(yè)攝像機(jī)與高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)相連接組成實(shí)時(shí)水處理檢測(cè)控制裝置；利用工業(yè)計(jì)算機(jī)將檢測(cè)到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)結(jié)果保存在計(jì)算機(jī)中，對(duì)其進(jìn)行多維數(shù)據(jù)融合與實(shí)驗(yàn)結(jié)果對(duì)比分析，最后根據(jù)結(jié)論，建立投藥量與原水水質(zhì)、混凝劑、絮凝池絮體等效粒徑與數(shù)量，沉淀池絮體沉速、濾前水水質(zhì)參數(shù)關(guān)系的多源數(shù)據(jù)融合的數(shù)學(xué)模型，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制混凝劑的投加量以達(dá)到保證供水水質(zhì)，減少混凝劑的消耗量，達(dá)到降低制水成本的目的。
[0007]本發(fā)明的雙池采樣，即絮凝池和沉淀池各放置一臺(tái)攝像機(jī)，然后將控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)與兩臺(tái)攝像機(jī)相連接。
[0008]本發(fā)明根據(jù)絮凝池和沉淀池的體積和形狀的不同，可將攝像機(jī)采取不同的位置在兩個(gè)池中分別放置，用于不同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究。絮凝池?cái)z像機(jī)的安放位置:絮凝池出口，絮凝池到沉淀池緩沖段；沉淀池?cái)z像機(jī)的安放位置:沉淀池進(jìn)水口，1/2池長，1/3池長處。
[0009]本發(fā)明水處理裝置包括:硬件設(shè)備層，圖像采集和處理層，數(shù)據(jù)融合層、串級(jí)閉環(huán)控制層。
[0010]硬件設(shè)備層的硬件設(shè)備主要包括模擬絮凝池，模擬沉淀池，工業(yè)攝像機(jī)兩臺(tái)，高性能計(jì)算機(jī)一臺(tái)，千兆網(wǎng)線40米。模擬絮凝池和模擬沉淀池由管道相連接，兩臺(tái)工業(yè)攝像機(jī)分別安裝在模擬絮凝池和模擬沉淀池內(nèi)的中下部位置，在工業(yè)攝像機(jī)鏡頭前放置了照亮絮體并供攝像的燈箱；工業(yè)攝像機(jī)通過千兆網(wǎng)線與設(shè)置在池外控制室的高性能計(jì)算機(jī)相連接；燈箱由電源線接至電源，由電源供電。[0011]圖像采集和處理層包括安裝在計(jì)算機(jī)的絮體圖像檢測(cè)識(shí)別模塊、絮體跟蹤模塊和數(shù)據(jù)融合模塊。
[0012]絮體圖像采集和處理層，利用絮凝池?cái)z像機(jī)的圖像檢測(cè)數(shù)據(jù)，以三幀圖像差分，粒子群優(yōu)化增強(qiáng)大津法等處理所得絮體圖像，即將絮凝池?cái)z像機(jī)采集的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后利用圖像處理系統(tǒng)的檢測(cè)和識(shí)別模塊，對(duì)絮體圖像進(jìn)行處理，得出清晰的背景參考幀，進(jìn)而對(duì)背景參考幀圖像進(jìn)行處理，得出我們所需的絮體數(shù)量和等效粒徑等參數(shù)。
[0013]絮體跟蹤模塊，利用沉淀池?cái)z像機(jī)的圖像檢測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)絮體跟蹤存在運(yùn)算時(shí)間，存儲(chǔ)空間方面的巨大開銷和絮體在沉淀過程中發(fā)生聚合、交叉、重疊而引起跟蹤丟失等問題，引用特定絮體跟蹤算法結(jié)合絮體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)軌跡方程來確定目標(biāo)的位置；將沉淀池?cái)z像機(jī)采集的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后利用圖像處理系統(tǒng)的跟蹤監(jiān)測(cè)模塊，對(duì)絮體圖像進(jìn)行處理，從而得出絮體的沉降速度等參數(shù)。
[0014]數(shù)據(jù)融合層，針對(duì)水處理絮凝過程復(fù)雜，影響因素多，具有非線性、大滯后的特點(diǎn)，利用差分進(jìn)化算法(DE)建立水處理混凝過程中，投藥量與原水水質(zhì)(濁度、水溫、PH值、有機(jī)物含量等)、混凝劑、絮凝池絮體等效粒徑與數(shù)量、沉淀池絮體沉速、濾前水質(zhì)等參數(shù)關(guān)系的多源融合的數(shù)學(xué)模型。在絮體圖像處理系統(tǒng)中，通過輸入若干參數(shù)，得出我們所需要的輸出數(shù)據(jù):投藥量。
[0015]串級(jí)閉環(huán)控制層，基于水處理絮凝過程中多源數(shù)據(jù)融合的控制模型，編寫軟件，利用濁度儀、流量計(jì)、PH計(jì)、攝像機(jī)、圖像采集卡、工控機(jī)等硬件，構(gòu)建以沉降池的沉降速度為主控，以絮凝池的相關(guān)參數(shù)為輔控，以原水水質(zhì)參數(shù)為前饋，濾前水濁度為反饋的閉環(huán)串級(jí)控制系統(tǒng)，通過仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善，并把研究成果應(yīng)用于水處理混凝過程投藥自動(dòng)控制生產(chǎn)實(shí)踐。
[0016]根據(jù)上述的多源輸入?yún)?shù)形成一個(gè)唯一的輸出控制特征量(投藥量)，用以驅(qū)動(dòng)投藥泵實(shí)現(xiàn)對(duì)混凝劑投加的準(zhǔn) 確自動(dòng)控制，從而構(gòu)成一個(gè)混凝投藥閉環(huán)串級(jí)自動(dòng)控制系統(tǒng)。
[0017]本發(fā)明一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法的具體流程為:
(1)雙池采樣，攝像機(jī)放置與連接；將兩臺(tái)工業(yè)攝像機(jī)分別固定于絮凝池和沉淀池的最佳位置，在固定之前在控制室內(nèi)將攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)相連接；
(2)將雙池采集到的圖像數(shù)據(jù)同步到專門的計(jì)算機(jī)圖像處理系統(tǒng)，對(duì)圖像做一些前奏處理，用專門的圖像處理算法進(jìn)行圖像灰度增強(qiáng)，用top-hat形態(tài)學(xué)濾波抑制圖像噪聲，用開運(yùn)算和閉運(yùn)算處理圖像中絮體粘連和邊緣不齊；
(3)將處理后的圖像分別用系統(tǒng)相應(yīng)的圖像處理模塊進(jìn)行分析，在檢測(cè)識(shí)別模塊得出絮體的數(shù)量和等效粒徑，在跟蹤模塊得出絮體的沉降速度；
(4)結(jié)合投藥量與原水水質(zhì)、混凝劑、絮凝池絮體的等效粒徑與數(shù)量，沉淀池絮體沉速、濾前水水質(zhì)參數(shù)，應(yīng)用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)融合、層進(jìn)行處理得出唯一的輸出控制投藥量；
(5)通過閉環(huán)控制層，根據(jù)唯一輸出控制投藥量自動(dòng)控制藥量的添加，然后返回第一步，直到達(dá)到我們要求的水質(zhì)為止。
[0018]本發(fā)明的有益效果是，本發(fā)明在雙攝像機(jī)的情況下，分別設(shè)置檢測(cè)和識(shí)別模塊，跟蹤模塊，對(duì)不同模塊的圖像進(jìn)行個(gè)性化處理，在絮體的檢測(cè)和識(shí)別模塊為了保證測(cè)量絮體的精確度，形態(tài)學(xué)濾波采用先開后閉的運(yùn)算。在絮體的跟蹤模塊為了能夠更加有效的進(jìn)行絮體跟蹤，形態(tài)學(xué)濾波采用先膨脹后閉運(yùn)算的操作。從而更能精確和有效的得出我們所需要的檢測(cè)數(shù)據(jù)。通過多模塊得出的數(shù)據(jù)，以沉淀池中檢測(cè)獲取的沉降速度為主控，絮凝池中檢測(cè)獲取的等小粒徑，數(shù)量等參數(shù)為輔控，以原水水質(zhì)參數(shù)為前饋、濾前水濁度為反饋，構(gòu)建一個(gè)既考慮原水水質(zhì)變化的實(shí)時(shí)性又考慮濾前水濁度的滯后性的混凝投藥閉環(huán)串級(jí)控制系統(tǒng)。
[0019]本發(fā)明可大大節(jié)約水處理的運(yùn)行成本，實(shí)現(xiàn)水處理的實(shí)時(shí)監(jiān)控和自動(dòng)控制。本發(fā)明適用于水廠的水處理。
[0020]【專利附圖】

【附圖說明】
圖1是本發(fā)明的水處理技術(shù)路線圖；
圖2是本發(fā)明檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)備構(gòu)架圖；
圖3是絮凝池圖像絮體檢測(cè)和識(shí)別模塊流程圖；
圖4是沉淀池圖像絮體跟蹤模塊流程圖；
圖中圖號(hào)表示:1是串級(jí)閉環(huán)控制系統(tǒng)；2是雙池采樣系統(tǒng)；3是三幀差分；21是絮凝池；22是沉淀池；23是第一攝像機(jī)；24是第二攝像機(jī)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本發(fā)明方法的【具體實(shí)施方式】如圖1和圖2所示。圖1為水處理技術(shù)路線圖；圖2為檢測(cè)控制系統(tǒng)的設(shè)備架構(gòu)圖；圖3為絮凝池圖像絮體檢測(cè)和識(shí)別模塊流程圖；圖4為沉淀池圖像絮體跟蹤模塊流程圖。
[0022]本實(shí)施例整個(gè)水處理流程系統(tǒng)，包括:硬件設(shè)備層，圖像采集和處理層，數(shù)據(jù)融合層，串級(jí)閉環(huán)控制層。
[0023]硬件設(shè)備層的硬件設(shè)備主要包括模擬絮凝池21，模擬沉淀池22，第一工業(yè)攝像機(jī)23，第二工業(yè)攝像機(jī)24，高性能計(jì)算機(jī)和千兆網(wǎng)線40米。其設(shè)備構(gòu)架方法如圖2所示，其中絮凝池21與沉淀池22相連通，在絮凝池固定位置分別放置第一攝像機(jī)與光源；在沉淀池固定位置分別放置第二攝像機(jī)與光源。水流從絮凝池流入沉淀池。兩臺(tái)工業(yè)攝像機(jī)均放置的密封的有玻璃窗的密封容器內(nèi)，外部分別連接A/D采集卡，攝像機(jī)通過A/D采集卡與計(jì)算機(jī)相連。
[0024]圖像采集和處理層，在計(jì)算機(jī)中安裝圖像處理系統(tǒng)，攝像機(jī)在絮凝池拍到的圖像，通過A/D采集卡傳送到計(jì)算機(jī)中，將絮凝池采集的圖像輸送至系統(tǒng)的絮體檢測(cè)識(shí)別模塊，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)圖像實(shí)施形態(tài)學(xué)濾波，將連續(xù)時(shí)間內(nèi)采集到的三幀圖像進(jìn)行差分，從而檢測(cè)和識(shí)別出目標(biāo)圖像，最后將圖像分割的檢測(cè)數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)中。
[0025]將沉淀池采集的圖像傳輸至絮體圖像處理系統(tǒng)的絮體跟蹤模塊，對(duì)圖像進(jìn)行預(yù)處理，然后對(duì)圖像實(shí)施形態(tài)學(xué)濾波2，即先膨脹運(yùn)算，后閉運(yùn)算，這樣有利于我們更精確的對(duì)目標(biāo)進(jìn)行跟蹤，將連續(xù)時(shí)間內(nèi)采集到的三幀圖像進(jìn)行差分，從而檢測(cè)和識(shí)別出目標(biāo)圖像，最后對(duì)識(shí)別出的目標(biāo)圖像進(jìn)行跟蹤，將檢測(cè)數(shù)據(jù)保存在計(jì)算機(jī)中。
[0026]數(shù)據(jù)融合層，針對(duì)水處理絮凝過程復(fù)雜，影響因素多，具有非線性、大滯后的特點(diǎn)，利用差分進(jìn)化算法(DE)建立水處理混凝過程中，投藥量與原水水質(zhì)(濁度、水溫、PH值、有機(jī)物含量等)、混凝劑、絮凝池絮體等效粒徑與數(shù)量、沉淀池絮體沉速、濾前水質(zhì)等參數(shù)關(guān)系的多源融合的數(shù)學(xué)模型。在絮體圖像處理系統(tǒng)中，通過輸入若干參數(shù)，得出我們所需要的輸出數(shù)據(jù):投藥量。[0027]串級(jí)閉環(huán)控制層，基于水處理絮凝過程中多源數(shù)據(jù)融合的控制模型，編寫軟件，利用濁度儀、流量計(jì)、PH計(jì)、攝像機(jī)、圖像采集卡、工控機(jī)等硬件，構(gòu)建以沉降池的沉降速度為主控，以絮凝池的相關(guān)參數(shù)為輔控，以原水水質(zhì)參數(shù)為前饋，濾前水濁度為反饋的閉環(huán)串級(jí)控制系統(tǒng)，通過仿真與實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行完善，并把研究成果應(yīng)用于水處理混凝過程投藥自動(dòng)控制生產(chǎn)實(shí)踐。[0028]絮凝池圖像絮體檢測(cè)和識(shí)別模塊流程如圖3所示，先由絮凝池水下攝像機(jī)攝取視頻圖像信號(hào)，發(fā)回計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像預(yù)處理；預(yù)處理后的圖像經(jīng)形態(tài)學(xué)濾波抑制圖像噪聲，用開運(yùn)算和閉運(yùn)算處理圖像中絮體粘連和邊緣不齊等；再將圖像經(jīng)三楨差分處理變成增強(qiáng)后的圖像，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分割和特征參數(shù)提取，保存圖像分割檢測(cè)數(shù)據(jù)至計(jì)算機(jī)中。
[0029]沉淀池圖像絮體跟蹤模塊流程如圖4所示，由沉淀池水下攝像機(jī)攝取視頻圖像信號(hào)，發(fā)回計(jì)算機(jī)進(jìn)行圖像預(yù)處理；預(yù)處理后的圖像經(jīng)形態(tài)學(xué)濾波抑制圖像噪聲，用開運(yùn)算和閉運(yùn)算處理圖像中絮體粘連和邊緣不齊等；再將圖像經(jīng)三楨差分處理變成增強(qiáng)后的圖像，然后進(jìn)行運(yùn)動(dòng)目標(biāo)分割和特征參數(shù)提取，保存絮體跟蹤檢測(cè)數(shù)據(jù)，絮體沉降速度等至計(jì)算機(jī)中。
[0030]本實(shí)施例整個(gè)水處理過程操作的具體流程如下:
第I步:雙池采樣，攝像機(jī)放置與連接。將兩臺(tái)工業(yè)攝像機(jī)分別固定于絮凝池和沉淀池的最佳位置，在固定之前在控制室內(nèi)將攝像機(jī)與計(jì)算機(jī)相連接。
[0031]第2步:將雙池采集到的圖像數(shù)據(jù)同步到專門的計(jì)算機(jī)圖像采集和處理層，對(duì)圖像做一些預(yù)處理，用專門的圖像處理算法進(jìn)行圖像灰度增強(qiáng)，用top-hat形態(tài)學(xué)濾波抑制圖像噪聲；
第3步:將預(yù)處理后的圖像用開運(yùn)算和閉運(yùn)算解決圖像中絮體粘連和邊緣不齊通過檢測(cè)識(shí)別模塊計(jì)算出絮體的數(shù)量和等效粒徑，通過跟蹤模塊得出絮體的沉降速度；
第4步:結(jié)合原水水質(zhì)、混凝劑、絮凝池絮體的等效粒徑與數(shù)量，沉淀池絮體沉速、濾前水水質(zhì)等參數(shù)，通過數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行處理得到反映水處理效果的唯一特征參數(shù)；
第5步:根據(jù)該特征量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制混凝劑的投加；然后返回第二步，直到達(dá)到我們要求的水質(zhì)為止。
【權(quán)利要求】
1.一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法，其特征在于，所述方法的具體流程為: (1)硬件設(shè)備層，采用雙池采樣，攝像機(jī)放置與連接；將兩臺(tái)工業(yè)攝像機(jī)分別固定于絮凝池和沉淀池的最佳位置，固定之前在控制室內(nèi)將兩臺(tái)攝像機(jī)與工業(yè)計(jì)算機(jī)相連接組成實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)控制裝置； (2)圖像采集和處理層進(jìn)行圖像采集，用專門的圖像處理算法進(jìn)行圖像灰度增強(qiáng)，用top-hat形態(tài)學(xué)濾波抑制圖像噪聲； (3)將預(yù)處理后的圖像用開運(yùn)算和閉運(yùn)算解決圖像中絮體粘連和邊緣不齊通過檢測(cè)識(shí)別模塊計(jì)算出絮體的數(shù)量和等效粒徑，通過跟蹤模塊得出絮體的沉降速度； (4)在數(shù)據(jù)融合層，結(jié)合原水水質(zhì)、混凝劑、絮凝池絮體的等效粒徑與數(shù)量，沉淀池絮體沉速和濾前水水質(zhì)參數(shù)，通過數(shù)據(jù)融合模塊進(jìn)行處理得到反映水處理效果的唯一特征參數(shù)； (5)在串級(jí)閉環(huán)控制層，根據(jù)該特征量實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)自動(dòng)控制混凝劑的投加；然后返回第二步，直到達(dá)到我們要求的水質(zhì)為止。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于機(jī)器視覺的新型水處理方法，其特征在于，所述雙池采樣，即絮凝池和沉淀池各放置一臺(tái)攝像機(jī)，然后將控制室內(nèi)的計(jì)算機(jī)與兩臺(tái)攝像機(jī)相連接；根據(jù)絮凝池和沉淀池的體積和形狀的不同，可將攝像機(jī)采取不同的位置在兩個(gè)池中分別放置，用于不同實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)研究；絮凝池?cái)z像機(jī)的安放位置:絮凝池出口，絮凝池到沉淀池緩沖段；沉淀池?cái)z像機(jī)的安放位置:沉淀池進(jìn)水口，1/2池長，1/3池長處。
3.一種基于機(jī)器視覺的新型水處理裝置，其特征在于，所述裝置包括:硬件設(shè)備層，圖像采集和處理層，數(shù)據(jù)融合層，串級(jí)閉環(huán)控制層； 所述硬件設(shè)備層的硬件設(shè)備主要包括模擬絮凝池，模擬沉淀池，工業(yè)攝像機(jī)兩臺(tái)，高性能工業(yè)計(jì)算機(jī)一臺(tái)，千兆網(wǎng)線40米；模`擬絮凝池和模擬沉淀池由管道相連接，兩臺(tái)工業(yè)攝像機(jī)分別安裝在模擬絮凝池和模擬沉淀池內(nèi)的中下部位置，在工業(yè)攝像機(jī)鏡頭前放置了照亮絮體并供攝像的燈箱；工業(yè)攝像機(jī)通過千兆網(wǎng)線與設(shè)置在池外控制室的高性能計(jì)算機(jī)相連接；燈箱由電源線接至電源，由電源供電； 所述圖像采集和處理層包括安裝在計(jì)算機(jī)的絮體圖像檢測(cè)識(shí)別模塊、絮體跟蹤模塊；所述絮體圖像檢測(cè)識(shí)別模塊，利用絮凝池?cái)z像機(jī)的圖像檢測(cè)數(shù)據(jù)，以三幀圖像差分、粒子群優(yōu)化增強(qiáng)大津法處理所得絮體圖像，即將絮凝池?cái)z像機(jī)采集的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后利用圖像處理系統(tǒng)的檢測(cè)和識(shí)別模塊，對(duì)絮體圖像進(jìn)行處理，得出清晰的背景參考幀，進(jìn)而對(duì)背景參考幀圖像進(jìn)行處理，得出所需的絮體數(shù)量和等效粒徑參數(shù)；所述絮體跟蹤模塊，利用沉淀池?cái)z像機(jī)的圖像檢測(cè)數(shù)據(jù)，針對(duì)絮體跟蹤存在運(yùn)算時(shí)間、存儲(chǔ)空間方面的巨大開銷和絮體在沉淀過程中發(fā)生聚合、交叉、重疊而引起跟蹤丟失的問題，引用特定絮體跟蹤算法結(jié)合絮體運(yùn)動(dòng)的連續(xù)性特點(diǎn)及運(yùn)動(dòng)軌跡方程來確定目標(biāo)的位置；即將沉淀池?cái)z像機(jī)采集的圖像實(shí)時(shí)傳輸?shù)接?jì)算機(jī)中，然后利用圖像處理系統(tǒng)的跟蹤監(jiān)測(cè)模塊，對(duì)絮體圖像進(jìn)行處理，從而得出絮體的沉降速度參數(shù)； 所述數(shù)據(jù)融合層，利用經(jīng)過圖像處理系統(tǒng)處理后的絮凝池和沉淀池?cái)?shù)據(jù)，建立投藥量與原水水質(zhì)、混凝劑、絮凝池絮體等效粒徑與數(shù)量，沉淀池絮體沉速、濾前水水質(zhì)參數(shù)關(guān)系的多源數(shù)據(jù)融合的數(shù)學(xué)模型； 所述串級(jí)閉環(huán)控制層，構(gòu)建以沉淀池的沉降速度為主控，以絮凝池的相關(guān)參數(shù)為輔控，以原水水質(zhì)參 數(shù)為前饋，濾前水濁度為反饋的串級(jí)閉環(huán)控制系統(tǒng)。
【文檔編號(hào)】C02F1/52GK103708592SQ201310714542
【公開日】2014年4月9日 申請(qǐng)日期:2013年12月23日 優(yōu)先權(quán)日:2013年12月23日
【發(fā)明者】謝昕, 王建賓, 胡鋒平, 李波 申請(qǐng)人:華東交通大學(xué)