我国是煤炭产业大国,同时也深受煤矿水害的威胁。现阶段,我国煤矿水灾事故仍有发生,煤矿地下水位上升和顶板断层水带破裂是导致水害的主要因素。常规的水位监测系统无法直接观测到水位测量现场的工作情况,也无法根据实际水情来迅速判断各种仪器的工作状态。随着科学技术的不断进步,建立一套安全规范的可视化水位监测系统,对煤矿安全生产的意义十分重大。本文基于机器视觉技术设计了一种新型的矿用水位监测系统。该系统首先通过图像采集器采集井下实时水位图像,然后经过主控芯片对水位图像的处理后得到水位数据,最后将采集得到的水位数据通过以太网传输到计算机中。计算机能够及时的记录水位数据并形成水位曲线,实现了对煤矿井下水位的实时监测。若是有异常情况发生,监测人员还可以通过发送指令上传图片或者打开视频监控来实时观测水位测量现场。该系统为监测人员实时了解水位数据和水位现场提供了第一手的资料,对煤矿水位的监测具有重要的意义。文中首先分析了现有的水位监测方案和研究现状,并对矿用水位测量系统的未来发展趋势做出了预测。通过比较不同的水位测量方案的优缺点后,提出了一种基于图像处理的水位测量方案。根据煤矿井下的现场特点,对系统的整体结构进行分析和设计,并针对系统各部分的功能设计了相应的硬件电路。然后对监测系统的主流程进行了介绍,并根据系统各部分协调工作要求,设计了系统各子部分的工作流程。最后通过利用图像处理的数学算法对图像进行相应的处理,并通过实验测试,验证了此方案的可行性。