液位测量技术在石油化工,机械制造,工业生产,国防科技建设等领域中有着广泛的应用。传统的液位测量方法存在着一定程度上的局限性,比如一些接触式液位计就不适用于腐蚀性、有毒性液体液位的测量,而一些非接触式液位计比如超声波液位计,受液面波动影响较大,制作成本昂贵。因此,对于一些复杂的场合以及高精度的工业要求,传统的液位检测方法得不到良好的检测结果。所以新生了许多新的液位测量方法,其中基于图像处理的液位测量方法脱颖而出,因其良好的实时性、较高的测量精度、较强的环境适应性以及使用寿命长,安全可靠、与其他设备配合协作方便等优点,取得了很好的应用和发展。本文首先对液位自动识别系统的整体硬件进行了设计,然后针对液位识别算法进行了深入的研究,主要分为图像预处理,钢尺刻度刻线识别和透明水管水位线识别。本文主要工作如下:1.完成基于视觉的液位自动识别系统的整体设计,包括图像液位视觉测量系统设计,液位自动跟踪系统设计,系统主控台选型及设计。具体设计了液位自动跟踪系统硬件组成,模糊PID控制以及跟踪算法,通过实时检测的液位高度,反馈给伺服电机,控制CCD相机,实现自动跟踪的目的。该液位测量系统的工业要求包括:测量精度?mm1,实时识别帧率45frame/s以上。2.获取的液位图像先要进行预处理操作:包括图像的灰度处理,滤波去噪以及二值化处理。本文设计的预处理过程采用双边滤波器,通过对照实验发现局部自适应的阈值分割方法能有效的分割钢尺刻度区域,为后续识别做好了前期准备。3.对于钢尺刻度值和刻度线的识别方面,钢尺刻度值属于规则印刷体数字,通过对这种固定结构的数字识别算法的研究,总结出模板匹配算法在这方面有着得天独厚的优势,所以本文采用基于模板匹配的数字识别方法,设计了具体识别过程,并完成了实验验证,效果很理想。4.传统方法对于复杂环境下动态水位线的识别较差,本文设计了一种基于YOLO v2的动态水位线识别算法,通过实验验证,具有较高的精度和较好的实时性。