2025
基于图像识别技术的流量计算方法
创新训练项目
工学
水利类
一年期
B、学生来源于教师科研项目选题
韩小乐
指导教师
一、项目简介
基于图像识别的测流方法主要利用拍摄到的河流水面视频（河岸一侧架设摄像机），估计示踪物在图像序列中运动矢量的大小，分析测流区域内局部流体的运动规律，通过流速系数将水面流速转换为断面平均流速，从而得到断面流量。该方法在快速获取水面流场及紊动特性、高洪及极端条件流量监测有明显优势。这种基于图像识别的测流方法包括大尺度粒子图像测速法和时空图像法等。大尺度粒子图像测速法以人造粒子或天然漂浮物为水流示踪物，以自然光为主要光源，以摄像机为图像采集设备，通过匹配分析区域内跟随水流运动的示踪物图像来获得二维流速场；而时空影像法通常不是借助示踪粒子，而是借助水流表面流动特征（涟漪、波纹等）流动特征的亮度变化可以看作天然水流示踪物，忽略风的影响，其运动速度近似等于水流表面流速。本项目计划通过高清摄像头采集河道断面的视频数据，开发智能图像处理技术和算法，实现对水位、流速和流量的实时监测和计算。
二、 研究内容
（1）通过高清摄像头采集河道断面的视频数据，在现有图像识别算法基础上，增加最新滤波算法，增加算法适配性，使之更符合中国东部湿润区河道表面情况。
（2）通过河道模型试验及野外试验，将所得数据和ADCP、电波测速仪等传统仪器测得流速数据对比，评价摄影测流技术的精度。
三、招募学生要求
具有较强的自主学习和科学探究能力，要求动手能力强，有一定的计算机编程能力，水文水资源工程专业、大禹水文专业优先。