專(zhuān)利名稱(chēng)：煤氣柜位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及其處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，尤其是一種煤氣柜位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)及處理方法。
技術(shù)背景煤氣拒拒位、傾斜是煤氣拒運(yùn)行過(guò)程中極其重要的指標(biāo)。目前煤氣沖巨拒 位、測(cè)量方法有雷達(dá)拒位計(jì)、超聲波拒位計(jì)等幾種方法，煤氣拒是比較危險(xiǎn) 的被測(cè)源，實(shí)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)的無(wú)電測(cè)量一直是一個(gè)方向，上述測(cè)量方法都是有 電測(cè)量，會(huì)有一些安全方面的隱患。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像分析技術(shù)、通訊技術(shù)的發(fā)展，綜合利用這幾項(xiàng)技 術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)煤氣拒拒位和傾斜的無(wú)電、無(wú)接觸測(cè)量成為可能。發(fā)明內(nèi)容為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本發(fā)明提供了 一種煤氣拒位數(shù)據(jù)處理 系統(tǒng)及方法，可以實(shí)現(xiàn)無(wú)電安全測(cè)量，而且可以通過(guò)煤氣拒活塞的運(yùn)動(dòng)軌跡， 判斷計(jì)算煤氣拒運(yùn)行的總體情況，為煤氣拒安全運(yùn)行提供保障。本發(fā)明提供了一種煤氣拒位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括 內(nèi)部標(biāo)尺，設(shè)置煤氣根的內(nèi)壁；第一攝像頭，安裝在煤氣拒的頂蓋下，用于捕獲活塞和煤氣拒內(nèi)壁的接 觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)，并將捕獲的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)發(fā)送；第二攝像頭，安裝在所述煤氣拒的外部，用于捕獲表示煤氣拒的高度的 外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)；數(shù)據(jù)處理器，與所述第一攝像頭和第二攝像頭通過(guò)光纖通信，用于根據(jù) 所述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以得到煤氣拒拒位，同時(shí)根據(jù)所述外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)獲得煤氣拒拒位的高度。所述數(shù)據(jù)處理器包括拒外標(biāo)尺分析模塊，與所述第二攝像頭通信，用于根據(jù)所述外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)分析獲得煤氣拒拒位的高度；活塞高度分析模塊，與所述第一攝像頭通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置；活塞運(yùn)動(dòng)軌跡分析模塊，與所述第一攝像頭通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)軌跡。本發(fā)明還提供了一種煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法，包括 捕獲活塞和煤氣拒內(nèi)壁的接觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)； 根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以計(jì)算得到煤氣拒拒位內(nèi)部高度；根據(jù)外部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得煤氣拒拒位的外部高度。所述內(nèi)部標(biāo)尺的刻度具體為通過(guò)對(duì)應(yīng)的像素位置來(lái)反應(yīng)。所述根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以計(jì)算得到煤氣拒拒位具體為獲取活塞邊界幾個(gè)位置的在內(nèi)部標(biāo)尺上的像素點(diǎn)位置，然后通過(guò)內(nèi)部標(biāo)尺對(duì)應(yīng)的像素位置讀出拒內(nèi)標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)，在獲得活塞相對(duì)內(nèi)部標(biāo)尺的位置后通過(guò)以下的公式來(lái)計(jì)算煤氣拒扭位內(nèi) 部高度<formula>formula see original document page 5</formula>其中，Hi:煤氣拒內(nèi)標(biāo)尺得到的拒位高度Pi:預(yù)先標(biāo)定的拒內(nèi)標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)Ai是預(yù)先標(biāo)定的拒內(nèi)每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度。所述根據(jù)外部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得煤氣拒拒位的外部高度具體為 根據(jù)外部標(biāo)尺對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)數(shù)，讀出拒外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)，按照以下公式計(jì)算煤氣拒外標(biāo)尺的拒位值Ho=AoxPo, ( 3)其中，Ho:煤氣拒外標(biāo)尺得到的拒位高度；Po:柜外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn) 數(shù)；Ao:表示標(biāo)定后拒外每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度。所述Ai是預(yù)先通過(guò)測(cè)量活塞不同半徑時(shí)的柜位高度來(lái)獲得的。所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法還包括根據(jù)所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo) 尺的像素點(diǎn)位置計(jì)算所述活塞的傾斜角度，具體為分別獲得活塞的不同像素 點(diǎn)表示的半徑，然后計(jì)算出所述半徑Rh對(duì)應(yīng)的各個(gè)柜位，計(jì)算出所述拒位的 極差hmax,應(yīng)用公式0=arctg(hmax/2Rh) 計(jì)算傾斜角度。因此，本發(fā)明應(yīng)用計(jì)算機(jī)技術(shù)、圖像分析技術(shù)、通訊技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了煤氣 拒拒位和傾斜的無(wú)電、無(wú)接觸測(cè)量。新的測(cè)量方法和裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)電 安全測(cè)量，而且可以通過(guò)煤氣柜活塞的運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷計(jì)算煤氣拒運(yùn)行的總 體情況，為煤氣拒安全運(yùn)行才是供保障。
圖1為本發(fā)明煤氣柜位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本發(fā)明數(shù)據(jù)處理器6的邏輯結(jié)構(gòu)圖；圖3為本發(fā)明煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法流程圖；圖4為本發(fā)明活塞俯視圖；圖5為本發(fā)明煤氣拒俯視圖；圖6為本發(fā)明軌跡曲線。
具體實(shí)施方式
下面通過(guò)附圖和實(shí)施例，對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案做進(jìn)一步的詳細(xì)描述。如圖1所示為本發(fā)明煤氣拒位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。該煤氣拒位數(shù) 據(jù)處理系統(tǒng)包括內(nèi)部標(biāo)尺5，設(shè)置煤氣柜的內(nèi)壁；第一攝像頭l，安裝在煤氣拒的頂蓋下，用于捕獲活塞4和煤氣拒內(nèi)壁的接觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖 像信號(hào)，并將捕獲的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)發(fā)送； 第二攝像頭3，安裝 在所述煤氣拒的外部，該外部位置以攝像頭能捕獲外部標(biāo)尺的刻度為合適位 置，用于捕獲表示煤氣拒的高度的外部標(biāo)尺2的刻度圖像信號(hào)；數(shù)據(jù)處理器6， 與所述第一攝像頭1和第二攝像頭3通過(guò)光纖通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺 的刻度圖像信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以得到煤氣拒拒 位的內(nèi)部高度，同時(shí)根據(jù)外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)獲得煤氣拒拒位的外部高 度。進(jìn)一步地參見(jiàn)圖2本發(fā)明數(shù)據(jù)處理器6的邏輯結(jié)構(gòu)圖，包括拒外標(biāo)尺分 析模塊601,與所述第二攝像頭3通信，用于根據(jù)所迷外部標(biāo)尺的刻度圖像信 號(hào)分析獲得煤氣拒拒位的高度；活塞高度分析模塊602，與所述第一攝像頭l 通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺 的位置；活塞運(yùn)動(dòng)軌跡分析模塊603,與所述第一攝像頭l通信，用于根據(jù)所 述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)軌跡。本發(fā)明基于上述煤氣柜位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)提供了 一種煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方 法。該方法如圖3所示煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法流程圖包括以下步驟步驟301，捕獲活塞和煤氣拒內(nèi)壁的接觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)； 步驟302,根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo) 尺的位置，以得到煤氣拒拒位內(nèi)部高度；步驟303,根據(jù)外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)獲得煤氣柜柜位的外部高度。 所述接觸線的第 一 圖象信號(hào)是對(duì)應(yīng)內(nèi)部標(biāo)尺上的像素刻度，其中所述內(nèi) 部標(biāo)尺上的像素刻度與實(shí)際長(zhǎng)度通過(guò)比例對(duì)應(yīng)關(guān)系換算。所述內(nèi)部標(biāo)尺和外部標(biāo)尺的刻度具體為通過(guò)對(duì)應(yīng)的像素位置來(lái)反應(yīng)。 所述根據(jù)內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的 位置具體為先看活塞邊界幾個(gè)位置的像素點(diǎn)位置，然后通過(guò)內(nèi)部標(biāo)尺對(duì)應(yīng) 的像素位置讀出，即內(nèi)部標(biāo)尺上的刻度顯示比如為0-1000范圍內(nèi)，此時(shí)接觸線邊界位置在刻度尺上對(duì)應(yīng)于100和200兩個(gè)刻度點(diǎn)，則此時(shí)拒內(nèi)標(biāo)尺拒位 點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)Pi為100個(gè)像素點(diǎn)，在獲得活塞相對(duì)內(nèi)部標(biāo)尺的位置后通過(guò)以 下的公式來(lái)計(jì)算拒內(nèi)高度Hi=AixPi ( 4 )Hi:煤氣拒內(nèi)標(biāo)尺得到的拒位高度；Pi:拒內(nèi)標(biāo)尺柜位點(diǎn)的^f象素點(diǎn)數(shù)；Ai是預(yù)先標(biāo)定的拒內(nèi)每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度；所述根據(jù)外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)獲得煤氣拒拒位的高度具體為根據(jù) 外部標(biāo)尺對(duì)應(yīng)的像素點(diǎn)數(shù)，即拒外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)，如得到內(nèi)部刻度 像素點(diǎn)描述的一樣，比如在外部標(biāo)尺上讀出刻度為100個(gè)拒外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的 像素點(diǎn)數(shù)，按照以下公式計(jì)算煤氣柜外標(biāo)尺的拒位值Ho=AoxP0, (3 )Ho:煤氣拒外標(biāo)尺得到的拒位高度；Po:拒外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)；A0:表示標(biāo)定后柜外每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度；這樣通過(guò)上述拒內(nèi)標(biāo)尺和柜外標(biāo)尺計(jì)算獲得兩個(gè)拒位高度相比較來(lái)降低 誤差，以獲得更加精確的拒位高度。所述Ai和Ao (即下述Ar)是通過(guò)預(yù)先通過(guò)測(cè)量活塞不同半徑時(shí)的拒位 高度來(lái)獲得的。由攝像頭1傳入計(jì)算機(jī)的活塞俯視圖如圖4所示，設(shè)拒位為h 時(shí)活塞的半徑為Rh即如圖5所示煤氣拒俯視圖中，可以從第一攝像頭傳輸?shù)?數(shù)據(jù)處理器中的柜內(nèi)標(biāo)尺的刻度對(duì)應(yīng)的像素位置獲得此時(shí)活塞的像素半徑 (這里Rh的單位是像素)，測(cè)量不同拒位h對(duì)應(yīng)Rh，進(jìn)行數(shù)學(xué)處理可得到 如下公式(1):h=ArxRh ( 1)式中h表示煤氣柜位高Rh表示計(jì)算機(jī)圖像中，活塞的半徑Ar表示標(biāo)定系數(shù)，Ar是非線性的通過(guò)上述預(yù)先設(shè)定的煤氣拒位高和活塞半徑可以預(yù)先標(biāo)定出Ar,即Ar 標(biāo)定后每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度。本發(fā)明還可以提供活塞傾斜度計(jì)算，即所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法還 包括根據(jù)所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置計(jì)算所述活塞的傾斜角度， 具體為分別獲得活塞的不同像素半徑，然后計(jì)算出像素半徑Rh對(duì)應(yīng)的各個(gè)拒 位，計(jì)算出所述拒位的極差hmax,應(yīng)用公式0=arctg(hmax/2Rh) 計(jì)算傾斜角度e。同時(shí)，如圖6所示，圖中曲線為不同時(shí)刻R1、 R2、 R3、 R4對(duì)應(yīng)的各點(diǎn) 拒位hl， h2， h， h4曲線，通過(guò)分析可以得到煤氣拒運(yùn)行狀態(tài)，為實(shí)際生產(chǎn) 服務(wù)。最后所應(yīng)說(shuō)明的是，以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案而 非限制，盡管參照較佳實(shí)施例對(duì)本發(fā)明實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，可以對(duì)本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案進(jìn)行修改或者等同替 換，而不脫離本發(fā)明實(shí)施例技術(shù)方案的精神和范圍。
權(quán)利要求
1、一種煤氣柜位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于包括內(nèi)部標(biāo)尺，設(shè)置煤氣柜的內(nèi)壁；第一攝像頭，安裝在煤氣柜的頂蓋下，用于捕獲活塞和煤氣柜內(nèi)壁的接觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)，并將捕獲的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)發(fā)送；第二攝像頭，安裝在所述煤氣柜的外部，用于捕獲表示煤氣柜的高度的外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)；數(shù)據(jù)處理器，與所述第一攝像頭和第二攝像頭通過(guò)光纖通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以得到煤氣柜柜位，同時(shí)根據(jù)所述外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)獲得煤氣柜柜位的高度。
2. 如權(quán)利要求1所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述數(shù)據(jù)處 理器包括拒外標(biāo)尺分析模塊，與所述第二攝像頭通信，用于根據(jù)所述外部標(biāo)尺的 刻度圖像信號(hào)分析獲得煤氣拒拒位的高度；活塞高度分析模塊，與所述第一攝像頭通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的 刻度圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置；活塞運(yùn)動(dòng)軌跡分析模塊，與所述第一攝像頭通信，用于根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo) 尺的刻度圖象信號(hào)獲得不同時(shí)刻的運(yùn)動(dòng)軌跡。
3. —種煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于包括 捕獲活塞和煤氣拒內(nèi)壁的接觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)； 根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以計(jì)算得到煤氣拒拒位內(nèi)部高度；根據(jù)外部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得煤氣拒拒位的外部高度。
4. 如權(quán)利要求3所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，其特征在于所述內(nèi)部標(biāo) 尺的刻度具體為通過(guò)對(duì)應(yīng)的像素位置來(lái)反應(yīng)。
5. 如權(quán)利要求3所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述根據(jù)所述內(nèi)部標(biāo)尺的圖象信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以計(jì)算得到煤氣拒拒位具體為獲取活塞邊界幾個(gè)位置的在內(nèi)部標(biāo)尺上的像素點(diǎn)位置， 然后通過(guò)內(nèi)部標(biāo)尺對(duì)應(yīng)的像素位置讀出拒內(nèi)標(biāo)尺柜位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)，在獲得活塞相對(duì)內(nèi)部標(biāo)尺的位置后通過(guò)以下的公式來(lái)計(jì)算煤氣拒拒位內(nèi) 部高度Hi=AixPi ( 4 )其中，Hi:煤氣拒內(nèi)標(biāo)尺得到的拒位高度 Pi:預(yù)先標(biāo)定的拒內(nèi)標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù) Ai是預(yù)先標(biāo)定的拒內(nèi)每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度。
6. 如權(quán)利要求3所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述根據(jù)外 部標(biāo)尺的刻度圖象信號(hào)獲得煤氣拒拒位的外部高度具體為根據(jù)外部標(biāo)尺對(duì) 應(yīng)的像素點(diǎn)數(shù)，讀出柜外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn)數(shù)，按照以下公式計(jì)算煤氣柜 外標(biāo)尺的拒位值Ho=AoxPo, (3)其中，Ho:煤氣拒外標(biāo)尺得到的拒位高度；Po:拒外標(biāo)尺拒位點(diǎn)的像素點(diǎn) 數(shù)；Ao:表示標(biāo)定后拒外每個(gè)像素代表的實(shí)際長(zhǎng)度。
7. 如權(quán)利要求6所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于所述Ai是預(yù)先通過(guò)測(cè)量活塞不同半徑時(shí)的拒位高度來(lái)獲得的。
8. 如權(quán)利要求3所述的煤氣拒位數(shù)據(jù)處理方法，其特征在于還包括根 據(jù)所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的像素點(diǎn)位置計(jì)算所述活塞的傾斜角度，具 體為分別獲得活塞的不同像素點(diǎn)表示的半徑，然后計(jì)算出所述半徑Rh對(duì)應(yīng)的 各個(gè)拒位，計(jì)算出所述拒位的極差hmax,應(yīng)用公式e=arctg(hmax/2Rh) 計(jì)算 傾斜角度。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種煤氣柜位數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)，包括內(nèi)部標(biāo)尺，捕獲活塞和煤氣柜內(nèi)壁的接觸線的內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)，并將捕獲的第一圖像信號(hào)發(fā)送；第二攝像頭，安裝在所述煤氣柜的外部，用于捕獲表示煤氣柜的高度的外部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)；數(shù)據(jù)處理器，與第一攝像頭和第二攝像頭通過(guò)光纖通信，用于根據(jù)內(nèi)部標(biāo)尺的刻度圖像信號(hào)獲得所述活塞相對(duì)于所述內(nèi)部標(biāo)尺的位置，以得到煤氣柜柜位內(nèi)部高度，同時(shí)根據(jù)外部標(biāo)尺刻度圖像信號(hào)獲得煤氣柜柜位的外部高度。本發(fā)明還公開(kāi)一種煤氣柜位數(shù)據(jù)處理方法。因此，本發(fā)明測(cè)量方法和裝置不僅可以實(shí)現(xiàn)無(wú)電安全測(cè)量，而且可以通過(guò)煤氣柜活塞的運(yùn)動(dòng)軌跡，判斷計(jì)算煤氣柜運(yùn)行的總體情況，為煤氣柜安全運(yùn)行提供保障。
文檔編號(hào)G01F23/00GK101251402SQ20081010356
公開(kāi)日2008年8月27日 申請(qǐng)日期2008年4月8日 優(yōu)先權(quán)日2008年4月8日
發(fā)明者孫永利, 葛秀欣 申請(qǐng)人:中冶京誠(chéng)工程技術(shù)有限公司