(19)国家知识产权局 (12)发明 专利 (10)授权公告 号 (45)授权公告日 (21)申请 号 202211090670.8 (22)申请日 2022.09.07 (65)同一申请的已公布的文献号 申请公布号 CN 115165027 A (43)申请公布日 2022.10.11 (73)专利权人 广东广宇科技发展 有限公司 地址 528200 广东省佛山市南海区桂城街 道平西上海村东平路北侧瀚天科技城 B区产业区3号楼十一楼1105-1110单 元之一 (72)发明人 严如灏　邓超河　邹晟　汤智彬　 植挺生　赵尚谦　庄广壬　邓永俊　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 张海洋 (51)Int.Cl. G01F 23/22(2006.01) B64C 39/02(2006.01) G06V 20/17(2022.01)G06V 20/54(2022.01) G06V 20/62(2022.01) G06V 30/26(2022.01) G06V 10/44(2022.01) G06V 10/96(2022.01) (56)对比文件 CN 111361700 A,2020.07.0 3 CN 101038204 A,20 07.09.19 CN 114782905 A,2022.07.22 CN 10720 3222 A,2017.09.26 CN 114677596 A,202 2.06.28 CN 10249473 3 A,2012.0 6.13 CN 112347827 A,2021.02.09 CN 114926786 A,202 2.08.19 US 2021319 221 A1,2021.10.14 CN 10971 1353 A,2019.0 5.03 CN 108769617 A,2018.1 1.06 US 2019272442 A1,2019.09.0 5 审查员 邬彪 (54)发明名称 基于无人机的水位尺监测方法、 系统、 电子 设备、 介质 (57)摘要 本发明公开了一种基于无人机的水位尺监 测方法、 系统、 电子设备、 介质， 属于水位尺监测 技术领域， 包括获取河道基准水平面； 无人机在 河道基准水平面上方固定高度获取第一时间间 隔内的船舶水平图像组； 无人机在与河道基准水 平面相垂直的方向采集第二时间间隔内的船舶 侧边图像组； 依据船舶水平图像组和船舶侧边图 像组构建船舶水上模型。 本发明通过获取动态时 间间隔内的多个船舶图像组并建立船舶水上模 型， 依据船舶水上模型设定最优拍摄角度， 保证 最优的拍摄效果， 减少了计算量； 同时根据船舶 水上模型计算船舶初步入水深度， 并依据船舶初 步入水深度对识别换算的水位值进行校验， 克服船身晃动导致的水位 值测量不精准的问题。 权利要求书2页 说明书7页 附图3页 CN 115165027 B 2022.11.29 CN 115165027 B 1.一种基于无 人机的水位尺监测方法， 其特 征在于， 包括： 获取河道基准水平面； 无人机在河道基准水平面上方固定高度的两个不同拍摄位置分别获取第一时间间隔 内的船舶水平图像组； 无人机在与河道基准水平面相垂直的方向的两个不同拍摄位置分别采集第二时间间 隔内的船舶侧边图像组； 依据船舶水平图像组和船舶侧边图像组构建船舶水 上模型； 依据船舶尺寸 参数和船舶水 上模型计算船舶 初步入水深度； 依据水位尺安装位置以及船舶水上模型位于河道基准水平面上方的姿态设定最优拍 摄位置和最优拍摄角度； 无人机在最优拍摄位置和最优拍摄角度下拍摄相应水位尺图像， 并对水位尺图像 中的 水位值进行识别， 若识别换算的水位值与船舶初步入水深度的差值小于第一阈值， 则以识 别的水位值作为水位监测值， 若识别的水位值与船舶初步入水深度的差值大于等于第一阈 值， 则在最优拍摄位置 重新拍摄水位尺图像； 所述船舶水平图像组包括若干水平船舶图像， 所述船舶侧边图像组包括若干侧面船舶 图像； 所述无人机在河道基准水平面上方固定高度的两个不同拍摄位置分别获取第一时间 间隔内的船舶水平图像组中的两个不同拍摄位置为船舶两侧边沿的对应位置； 所述无人机在与河道基准水平面相垂直的方向的两个不同拍摄位置分别采集第二时 间间隔内的船舶侧边图像组中的两个不同拍摄位置为船舶两侧边沿的对应位置， 且其中两 个拍摄位置的拍摄方向相互垂直； 所述依据船舶水平图像组和船舶侧边图像组构建船舶水 上模型包括： 识别若干水平船舶图像和 侧面船舶图像中的船舶边 缘轮廓线； 计算每组船舶水平图像组和船舶侧边图像组中的船舶边缘轮廓线的线性方向平均值 曲线； 根据四组船舶边 缘轮廓线的线性方向平均值曲线生成船舶水 上模型； 所述根据四组船舶边 缘轮廓线的线性方向平均值曲线生成船舶水 上模型包括： 依据船舶尺寸参数对四个线性方向平均值曲线进行线性拟合生成封闭型船身轮廓作 为船舶水 上模型， 所述船舶尺寸 参数包括船舶长度、 宽度、 各处弧度； 所述船舶尺寸参数还包括船舶高度， 所述依据船舶尺寸参数和船舶水上模型计算船舶 初步入水深度包括： 依据船舶水上模型的船舶高度和实际测得的船舶位于河道基准水平面上方部分的平 均高度， 计算船舶位于河道基准水平面下 方部分的初步入水深度。 2.根据权利要求1所述的基于无人机的水位尺监测方法， 其特征在于， 所述依据 水位尺 安装位置以及船舶水上模型位于河道基准水平面上方 的姿态设定最优拍摄位置和 最优拍 摄角度包括： 依据水位尺 的安装位置确定水平拍摄位置， 以第一高度值作为拍摄高度， 并根据船舶 水上模型位于河道基准水平面上方 的姿态设定无人机拍摄相机的倾斜角度以使其与水位 尺安装位置正相对。权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115165027 B 23.根据权利要求2所述的基于无人机的水位尺监测方法， 其特征在于， 所述对水位尺图 像中的水位值进行识别包括将水位尺图像中的识别的水位值数值与标准数据库中数字的 匹配度作为可信度值， 若最优拍摄位置拍摄到的水位尺图像对应的数字识别的可信度大于 第二阈值， 则将水位尺图像中的识别的水位值数值与最优拍摄位置与河道基准水平面的竖 直距离的差值作为识别换算的水位 值； 若最优拍摄位置拍摄到的水位尺图像对应的数字识别的可信度小于等于第 二阈值， 则 沿最优拍摄位置竖直向上或向下运动第二距离 重新拍摄水位尺图像。 4.一种基于权利要求1 ‑3中任一项权利要求所述的基于无人机的水位尺监测方法的监 测系统， 其特 征在于， 包括： 无人机， 用于利用超声模块进行检测获取河道基准水平面以及距离所述河道基准水平 面的竖直距离； 摄像模块， 所述摄像模块搭载在所述无人机上， 用于在河道基准水平面上方固定高度 获取第一时间间隔内的船舶水平图像组， 以及， 在与河道基准水平面相垂直的方向采集第 二时间间隔内的船舶侧边图像组； 建模模块， 用于根据船舶水平图像组和船舶侧边图像组构建船舶水 上模型； 计算模块， 用于依据船舶尺寸 参数和船舶水 上模型计算船舶 初步入水深度； 控制模块， 用于依据 水位尺安装位置以及船舶水上模型位于河道基准水平面上方的姿 态设定最优拍摄位置和最优拍摄角度； 并控制所述无人机在最优拍摄位置和最优拍摄角度 下拍摄相应水位尺图像， 对水位尺 图像中的水位值进行识别， 若识别换算的水位值与船舶初步入水深度的差值小于第一阈 值， 则以识别的水位值作为水位监测值， 若识别的水位值与船舶初步入水深度的差值大于 等于第一阈值， 则在最优拍摄位置 重新拍摄水位尺图像。 5.一种电子设备， 其特征在于， 包括处理器以及存储器， 所述存储器存储有计算机可读 取指令， 当所述计算机可读取指 令由所述处理器执行时， 运行如权利要求 1‑3任一项所述方 法中的步骤。 6.一种存储介质， 其上存储有计算机程序， 其特征在于， 所述计算机程序被处理器执行 时， 运行如权利要求1 ‑3任一项所述方法中的步骤。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115165027 B 3