安全生产是煤炭行业生存发展的必要条件之一,煤矿明渠水中含有大量煤泥等杂质,逐渐沉积明渠流量测量仪器附近,导致明渠流量测量仪器产生误差和不能长期稳定工作。常规明渠流量测量装置不能为安防人员提供实时可靠的明渠流量数据,造成煤矿水害发生系数增加,不利于人民生命与财产安全的保护。研发适合煤矿明渠流量的测量仪器,对降低煤矿水害发生机率和提高煤矿安全生产具有重要意义。研发了一套煤矿明渠测量装置系统,该系统由ARM处理器、高清摄像头、LCD显示屏和直流电源(5V-2A)组成硬件系统。煤矿明渠测量装置采用“速度一面积”法测量明渠流量。首先测量明渠水流速度,其次测量明渠“过水面积”。用高清摄像头分别采集明渠水面上漂浮物运动的视频数据和采集当明渠水位变化时,矩形漂浮物也会随着明渠水位的上涨而上浮或降低而下降的视频数据。明渠水流速度计算:将视频转化为有序帧图片,获取第n帧图像特征点,利用利用金字塔光流法,对从第n帧图像到第n+1帧图像运动的特征点,进行特征点匹配并计算特征点速度。通过漂浮物特征点的移动速度估计漂浮物整体的移动速度,根据水面运动漂浮物速度与水流速度关系,间接计算水的流速。明渠水位计算:将视频转化为有序帧图片,从第n帧图像中识别预设矩形漂浮物,计算矩形漂浮物长和宽均值。已知初始矩形漂浮物距离摄像头高度,计算在此高度矩形漂浮物在成像中矩形长和宽均值。利用摄像头小孔成像原理计,可计算第n帧图像时明渠水位值。由明渠水位值,计算测量明渠“过水面积”。基于ARM的金字塔光流法明渠流量测量装置在室内明渠上测量明渠水流速度和明渠水位。测量明渠水流速度和预期的要求是有些差距,测量明渠水位的误差±3.3%符合预期要求。