專利名稱：一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型屬于水位觀測領(lǐng)域，尤其是一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
潮汐觀測通常稱為水位觀測，又稱驗(yàn)潮。人工水尺驗(yàn)潮由于其自身的特點(diǎn)在實(shí)際 的測量中仍被采用，其原因在于水尺驗(yàn)潮有其他驗(yàn)潮手段不可比擬的特點(diǎn)1、可直接測量； 2、便于水準(zhǔn)聯(lián)測；3、濕端為無源設(shè)備；4、便于運(yùn)輸、安裝拆卸；5、成本低廉；缺點(diǎn)是需要人 工定時(shí)觀測記錄，自動化程度低，人員勞動強(qiáng)度大，無法直接進(jìn)行自動化測量。其他驗(yàn)潮技 術(shù)包括壓力式驗(yàn)潮、超聲波驗(yàn)潮、GPS驗(yàn)潮等，存在的缺點(diǎn)是1、屬于間接監(jiān)測測量，誤差較 大；2、濕端為有源裝置，技術(shù)要求高，現(xiàn)場維護(hù)較難；3、受到海水侵蝕容易損壞，可靠性差， 壽命短；4、水準(zhǔn)聯(lián)測困難；5、重量體積較大；6、成本較高。通過檢索，尚未發(fā)現(xiàn)采用光學(xué)驗(yàn)潮技術(shù)的各種技術(shù)報(bào)道。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種根據(jù)光學(xué)原理，通過對水 尺尺碼圖形的研究，利用光學(xué)成像原理及圖像識別技術(shù)實(shí)現(xiàn)濕端為無源設(shè)備的直接自動化 潮汐測量系統(tǒng)。本實(shí)用新型解決其技術(shù)問題是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，包括水尺，其特征在于系統(tǒng)還包括成像單元、圖 像采集單元及數(shù)據(jù)處理與顯示單元，對準(zhǔn)水尺的成像單元分別依次連接圖像采集單元、數(shù) 據(jù)處理與顯示單元，成像單元接收水尺的圖像，圖像采集單元采集成像單元的圖像，該圖像 傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理與顯示單元進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并予以顯示。而且，所述成像單元為長焦望遠(yuǎn)鏡，圖像采集單元為攝像儀，數(shù)據(jù)處理與顯示單元 為筆記本電腦。而且，所述在水尺縱向上的圖形尺碼為縱向相連的三角形，或者為縱向間隔均布 的三角形，該三角形的同側(cè)立邊位于水尺的同一側(cè)邊。而且，所述在三角形圖形尺碼上方的水尺上有一基準(zhǔn)線。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)和有益效果為1、本系統(tǒng)根據(jù)光學(xué)原理，利用光學(xué)成像原理及圖像識別技術(shù)進(jìn)行水位測量，是一 種前人未有成功的先例，開拓了驗(yàn)潮的新思路，在技術(shù)上是一個(gè)突破，為潮汐的自動化測量 提供支持。2、本系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)水尺驗(yàn)潮、壓力式驗(yàn)潮、超聲波驗(yàn)潮、GPS驗(yàn)潮等存在的缺陷， 可實(shí)現(xiàn)直接監(jiān)測測量，濕端仍為無源裝置，技術(shù)要求較低，監(jiān)測可靠，容易實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)聯(lián)測，拆 除、安裝、使用簡單方便，在性能上適應(yīng)當(dāng)前海洋測量、內(nèi)陸水位監(jiān)測的實(shí)際要求。3、本系統(tǒng)采用長焦望遠(yuǎn)鏡、攝像儀及電腦即可實(shí)現(xiàn)對潮汐的自動化智能監(jiān)測，系 統(tǒng)構(gòu)成簡單，使得驗(yàn)潮建站成本低廉且靈活機(jī)動，測量精度高。[0014]4、本系統(tǒng)采用三角圖形尺碼，使其在水中所產(chǎn)生的圖形倒影為相反的圖形，具有 十分明顯的可區(qū)別性，避免了水位的錯(cuò)讀及誤讀，提高了驗(yàn)潮精度，為潮汐的自動化測量提 供了可靠保障。

圖1為本實(shí)用新型的系統(tǒng)方框圖；圖2為圖1的水尺、圖像采集單元及成像單元的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖2的水尺放大示意圖；圖4為圖2的另一種水尺放大示意圖。
具體實(shí)施方式
下面通過具體實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳述，以下實(shí)施例只是描述性的，不 是限定性的，不能以此限定本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，參見圖1，包括水尺、成像單元、圖像采集單元及數(shù) 據(jù)處理與顯示單元，成像單元接收水尺的圖像，圖像采集單元采集成像單元的圖像，該圖像 傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理與顯示單元進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并予以顯示。各個(gè)單元的具體結(jié)構(gòu)參見圖2，其中，成像單元為長焦望遠(yuǎn)鏡6，該長焦望遠(yuǎn)鏡可 選用本實(shí)施例附圖的TP2-80DSS天地兩用長焦望遠(yuǎn)鏡，在長焦望遠(yuǎn)鏡上安裝有瞄準(zhǔn)鏡4及 調(diào)焦旋鈕3，也可根據(jù)需要選用其他機(jī)型，長焦望遠(yuǎn)鏡安裝有支架5 ；圖像采集單元可選用 SDZ-375 37倍變焦攝像儀或者SDN-550低照度攝像儀2，該攝像儀通過聯(lián)線1連接數(shù)據(jù)處 理與顯示單元，該數(shù)據(jù)處理與顯示單元可選用普通的筆記本電腦，如果筆記本電腦內(nèi)沒有 安裝網(wǎng)絡(luò)視頻處理模塊，在攝像儀與筆記本電腦之間通常還要連接一網(wǎng)絡(luò)視頻處理模塊 (是現(xiàn)有技術(shù)，且附圖中沒有顯示)，用于處理圖形文件。水尺的結(jié)構(gòu)參見圖3、圖4，該水尺7為木制或者其他材料制作，在水尺縱向上制有 圖形尺碼9，圖形尺碼可均布噴涂或者制在水尺上；圖形尺碼為縱向相連的三角形，或者為 圖4所示的縱向間隔均布的三角形，該三角形的同側(cè)立邊位于水尺的同一側(cè)邊，在三角形 圖形尺碼上方的水尺上有一基準(zhǔn)線8。圖形尺碼的單一圖形高度為1-lOcm，有傾斜的條紋， 能夠判讀水位線，又由于尺碼圖形簡單，很容易判讀出水位線到基準(zhǔn)線間共有多少個(gè)完整 的尺碼圖形，便于精確讀取水位數(shù)據(jù)。本實(shí)用新型的使用方法是將水尺安裝在待測潮位的水中，將成像單元、圖像采集單元及數(shù)據(jù)處理與顯示單 元連接在一起，成像單元對準(zhǔn)水尺并調(diào)整焦距，使水尺在屏幕上成像不小于2/3屏幕高度。 測量作業(yè)時(shí)，圖像采集單元實(shí)時(shí)采集水尺及水面的圖像，并送入數(shù)據(jù)處理與顯示單元，數(shù)據(jù) 處理與顯示單元對采集的圖像進(jìn)行分析判讀，得到水位線位置、水尺基準(zhǔn)線位置和水尺圖 形尺碼，從而計(jì)算出水位線與水尺基準(zhǔn)線之間的距離，最終經(jīng)換算得到潮位值。
權(quán)利要求一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，包括水尺，其特征在于系統(tǒng)還包括成像單元、圖像采集單元及數(shù)據(jù)處理與顯示單元，對準(zhǔn)水尺的成像單元分別依次連接圖像采集單元、數(shù)據(jù)處理與顯示單元，成像單元接收水尺的圖像，圖像采集單元采集成像單元的圖像，該圖像傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理與顯示單元進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并予以顯示。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，其特征在于所述成像單元 為長焦望遠(yuǎn)鏡，圖像采集單元為攝像儀，數(shù)據(jù)處理與顯示單元為筆記本電腦。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，其特征在于所述在水尺縱 向上的圖形尺碼為縱向相連的三角形，或者為縱向間隔均布的三角形，該三角形的同側(cè)立 邊位于水尺的同一側(cè)邊。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，其特征在于所述在三角形 圖形尺碼上方的水尺上有一基準(zhǔn)線。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種直接自動化潮汐測量系統(tǒng)，包括水尺，還包括成像單元、圖像采集單元及數(shù)據(jù)處理與顯示單元，對準(zhǔn)水尺的成像單元分別依次連接圖像采集單元及數(shù)據(jù)處理與顯示單元，成像單元接收水尺的圖像，圖像采集單元采集成像單元的圖像，該圖像傳輸?shù)綌?shù)據(jù)處理與顯示單元進(jìn)行數(shù)據(jù)計(jì)算并予以顯示。本系統(tǒng)克服了傳統(tǒng)水尺驗(yàn)潮、壓力式驗(yàn)潮、超聲波驗(yàn)潮、GPS驗(yàn)潮等存在的缺陷，可實(shí)現(xiàn)直接監(jiān)測測量，濕端仍為無源裝置，技術(shù)要求較低，監(jiān)測可靠，容易實(shí)現(xiàn)水準(zhǔn)聯(lián)測，拆除、安裝、使用簡單方便，在性能上適應(yīng)當(dāng)前海洋測量、內(nèi)陸水位監(jiān)測的實(shí)際要求。
文檔編號G01F23/22GK201637464SQ20102915103
公開日2010年11月17日 申請日期2010年2月9日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月9日
發(fā)明者孫磊, 張博, 李一達(dá), 沈明, 王川, 趙先龍, 鄧玉芬, 阮銳 申請人:中國人民解放軍海軍海洋測繪研究所