基于机器视觉的非接触式液位测量方法研究

李 静 刘琼伟 王 璐 沈继忱

(东北电力大学，吉林 吉林 132012)

为保证工业生产的安全性，需对石油、化工厂中成千上万的储罐进行液位在线检测。考虑到温度、压强及化学性质等因素，罐体常处于非敞口状态。对该类储罐液位的测量根据传感器是否接触待测液体可分为接触式和非接触式两种方法。由于采用接触式测量时需要传感器与待测液体直接接触，在测量易燃、易爆类液体时有可能由于传感器放电而存在安全隐患，因此在这些应用场合，必须使用非接触式传感器。目前应用较多的是超声波测距，该方法具有测量精度高、安全性高等优点，但存在受到不均匀温度场的干扰及测量介质不均匀时测量误差较大等不足。

利用图像传感器与计算机图像处理算法相结合的技术方法可以克服上述难题。文献[1]中提出了利用激光三角测量原理和角位移同步跟踪来提取液位图像的方法，并构建了斜三角系统、角位移跟踪系统及多光源系统等多种测量模型。徐驰等提出以CCD摄像机采集的液位和钢尺图像为基础，通过钢尺刻度识别、钢尺刻线和液位识别三大识别模块完成液位高度测量，根据液位高度反馈控制电机带动CCD相机跟随液位，实现实时自动跟踪测量[2]。杨秀君提出对采集的容器内液面图像采用积分投影法判断液位线，并通过Hough变换、链码跟踪+曲线拟合对液面高度实现精确定位，从而得到液面的高度[3]。白莹提出基于像素点位置和面积的两种液位测量方法，并对液位晃动进行了分析和验证[4]。……