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申请/专利权人：水利部交通运输部国家能源局南京水利科学研究院

摘要：本发明公开了一种河湖动态感知智慧杆及感知系统、方法，属于河湖监测的技术领域。对每个智慧杆执行以下流程：获取河湖区域的实际帧图像集，根据光照强度等级选择对应的图像处理方法对帧图像进行预处理，得到对应的有效帧图像集；基于所述有效帧图像集获取河湖区域的水面波动状态，根据所述水面波动状态确定当前水势，根据当前水势判断是否需要启动水调度指令；利用所述有效帧图像集获取河湖区域的表面特征，根据所述表面特征判断是否存在悬浮物，若存在则进一步确定悬浮物类型，根据悬浮物类型和水面波动状态生成对应的水质防控指令。本发明解决了因光强不均导致的图像不清晰的问题，实现了河湖整体的水面动态感知。

主权项：1.一种河湖动态感知方法，其特征在于，包括以下步骤：基于河湖的地理位置信息预先布设所需数量的智慧杆，每个智慧杆对应监测指定河湖区域，对每个智慧杆执行以下流程：获取河湖区域的实际帧图像集，并确定所述实际帧图像集内帧图像对应的光照强度等级；根据所述光照强度等级选择对应的图像处理方法对帧图像进行预处理，得到对应的有效帧图像集；基于所述有效帧图像集获取河湖区域的水面波动状态，根据所述水面波动状态确定当前水势，根据当前水势判断是否需要启动水调度指令；利用所述有效帧图像集获取河湖区域的表面特征，根据所述表面特征判断是否存在悬浮物，若存在则进一步确定悬浮物类型，根据悬浮物类型和水面波动状态生成对应的水质防控指令；水面波动状态的获取方式如下：选定一张历史有效帧图像It-je，基于所述历史有效帧图像It-je对当前有效帧图像Ite进行时间帧矫正，得到像素差值ΔX,ΔY，t―j表示历史时间帧；在历史有效帧图像It-je上确定定位像素点S1和定位像素点S2，并获取定位像素点S1和定位像素点S2分别对应的实际高程H1和实际高程H2；则点W在历史有效帧图像It-je中的实际高程计算如下： 式中，Y1和Y2为定位像素点S1和定位像素点S2的空间系纵坐标，YW则为点W的空间系纵坐标；采用以下公式计算得到点W在当前有效帧图像Ite中的实际高程： 依次计算图像帧中的感兴趣点在不同帧图像中的高程，得到水面高程和水面波动过程；所述水面高程和水面波动过程为水面波动状态；所述像素差值ΔX,ΔY的获取流程如下：于历史有效帧图像It-je内选定一个定点作为基准点Ot-j，确定其在历史有效帧图像It-je内的质心坐标为Xt-j,Yt-j；在当前有效帧图像Ite内找出基准点Ot-j并赋予新的定义为校准点Ot，确定其质心坐标为Xt,Yt；识别历史有效帧图像It-je中基准点Ot-j，确定其质心坐标为Xt-j,Yt-j；计算基准点Ot-j和校准点Ot之间的差值ΔX,ΔY，其中，ΔX＝Xt-Xt-j，ΔY＝Yt-Yt-j。

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