[0001] 本实用新型属于水处理技术领域，尤其是一种基于图像识别的V型滤池过滤及反冲洗巡检系统。

[0002] V型滤池利用石英砂将悬浮污染物进行物理截留，随着过滤时间的增加，截留下来的悬浮污染物填充了砂粒间的缝隙，再同石英砂一起截留更多的污染物，当截留到一定程度后，随着截留物的增加，过滤阻力也在相应增加，截留物会逐渐深入到下面，当达到一定量时，启动反冲洗程序，将截留在滤料中的污染物反冲洗剥离，然后再恢复正常过滤过程。

[0003] V型滤池反冲洗一般采用先气、后气水同时、最后水的三段式冲洗方式。气冲洗阶段，利用空气对滤层的扰动以及滤料相互碰撞与摩擦形成的剪力，剥落滤料表面附着的污泥；气水同时冲洗时，一定的气冲强度可使滤层保持流化状态，配以较低的水冲强变使气冲洗阶段脱落的污泥被有效地托至滤层表面；水冲洗阶段，滤层可处在膨胀或微膨胀状态，较低的水冲强度将滤层以上的高浓度泥水排出，同时进一步清除滤层内剩余的脱落污泥，使滤层经漂洗达到较彻底的净化。

[0004] 反冲洗的关键是对强度的控制，如果控制不当会导致跑砂、反洗不均匀、不充分等问题。一般水厂内V型滤池有很多组，各组按序列轮流反洗，人工巡检不能及时发现问题。跑砂会直接影响出水水质，导致过滤效果达不到要求。反洗不均匀是同一个滤池内的水冲洗强度或空气冲洗强度分布不均匀，有的部位强度大，有的部位强度小，当滤池反冲洗不均匀达到一定强度后，也会出现跑砂现象。

[0005] 通过检索，尚未发现与本实用新型专利申请相关的专利公开文献。

[0046] 下面结合通过具体实施例对本实用新型作进一步详述，以下实施例只是描述性的，不是限定性的，不能以此限定本实用新型的保护范围。

[0047] 本实用新型中所使用的原料，如无特殊说明，均为常规市售产品，本实用新型中所使用的方法，如无特殊说明，均为本领域常规方法，本实用新型所用各物质质量均为常规使用质量。本实用新型中未详细描述的结构、连接关系等，可以理解为本领域的常规技术手段。

[0048] 一种基于图像识别的V型滤池过滤及反冲洗巡检系统，如图1和图2所示，所述巡检系统能够与V型滤池可拆卸相连接设置，所述V型滤池包括V型滤池本体、多个滤格A和中间集水槽B，所述V型滤池本体内间隔设置多个滤格，相邻两个滤格之间设置有中间集水槽；

[0049] 所述巡检系统包括相连接设置的现场图像采集系统1和中央控制系统2，所述现场图像采集系统包括智能定位模块3、图像采集模块4、图像识别处理模块5、固定轨道装置6；所述中央控制系统包括图像存储单元7、图像显示单元8、报警单元9和工艺控制单元10；

[0050] 所述智能定位模块与固定轨道装置相连接设置，所述图像采集模块与图像识别处理模块、固定轨道装置、图像存储单元、工艺控制单元相连接设置，所述图像显示单元与图像识别处理模块、报警单元相连接设置。

[0051] 在本实施例中，所述智能定位模块能够对滤格进行精准定位，所述图像采集模块能够对滤格内情况进行连续拍摄，并将所拍摄的图像传送至中央控制系统内的图像存储单元和图像识别处理模块内；

[0052] 所述图像识别处理模块内存储预先设置的图像，图像识别处理模块能够通过预先设置的图像与采集到的图像进行分析比对，且能够将分析结果与采集到的图像一并发送给中央控制系统的图像显示单元：其中，所述预先设置的图像包括滤格内由过滤到反冲洗临界点处水面的可见度图像、滤格内的反冲洗滤格内的气泡均匀性、反冲洗滤格内的水的清澈程度；

[0053] 所述图像显示单元能够显示图像识别处理模块发送来的采集到的图像；

[0054] 所述报警单元能够发出报警；

[0055] 所述图像存储单元能够将图像采集模块、图像识别处理模块、图像显示单元中采集的数据进行存储；

[0056] 所述工艺控制单元能够控制固定轨道装置的有轨小车6‑3正常行走，观察滤池情况，通过图像采集模块的智能照相机4‑1进行观察，智能定位模块能够进行精确定位，图像识别处理模块能够进行实时对比，图像显示单元能够进行及时反馈，若对比结果出现偏差，报警单元能够发出报警提示；

[0057] 所述固定轨道装置能够带动图像采集模块进行巡检采集图像。

[0058] 在本实施例中，所述图像采集模块包括智能照相机，所述固定轨道装置包括组接轨道6‑1、连接装置6‑2和有轨小车，所述有轨小车滑动相连接设置于组接轨道上，该有轨小车能够沿组接轨道来回滑动，所述智能照相机固定安装于有轨小车上，有轨小车能够同时带动智能照相机在组接轨道上来回滑动；所述组接轨道通过连接装置与V型滤池工艺间的顶棚相连接设置。

[0059] 较优地，所述智能照相机为MV‑CE200‑10GM2000，该相机由杭州海康威视数字技术股份有限公司生产，具有支持Global Reset模式，可配合光源取得运动环境下无拖影的图像，千兆网接口，无中继情况下，最远传输距离可到100m，兼容GigE Vision协议V2.0及GenlCam标准，无缝链接第三方软件的功能。

[0060] 在本实施例中，所述智能定位模块为JR3401定位芯片，该装置采用精卫科技有限公司生产，定位芯片完成3G‑4GHz宽带脉冲调制信号的放大、滤波、包络检波、检波后的脉冲基带信号放大驱动、基带脉冲比较器、高速基带脉冲ADC、数字脉冲信号输出和LDO。芯片集成SPI接口，通过该接口实现芯片的工作模式配置及性能指标优化，采用0.18um RF CMOS工艺实现高度集成的UWB定位接收芯片。可配合精位的定位发射模组、系统控制器，可以灵活方便得组建室内厘米级定位系统。

[0061] 在本实施例中，所述图像识别处理模块为VECP视觉套件，该装置由米尔科技有限公司生产，具有XCZU3EG全可编程处理器，4核Cortex‑A53融合FPGA，处理能力强大，搭配4GB DDR4 SDRAM(64bit,2400MHZ)，从容应对高速视频流处理。采用核心板搭配IO载板及Sensor板架构。

[0062] 在本实施例中，所述图像存储单元为FK‑FMCKU‑M2硬件装置，该装置采用北京丰科卓辰电子技术有限公司生产，具有小尺寸设计，2盘位组Raid 0，对外提供多路的高速数据接口、可通过千兆/万兆网口提供FTP或网盘访问功能具有带宽高、低功耗、小尺寸，提供标准eXFAT文件系统的特性。

[0063] 在本实施例中，所述图像显示单元为B3‑243H的23.8寸显示器，该显示器为华为技术有限公司生产，具有90％P3电影级色域，更广的色彩覆盖面积，造就不俗的色彩还原能力。

[0064] 在本实施例中，所述报警单元为XVBC2B4声光报警器，该报警器为施耐德电气(中国)有限公司生产，该装置具有LED灯信号模块，常亮模式、通电电压24V等特性。

[0065] 在本实施例中，所述工艺控制单元为200‑SMART的PLC智能控制模块，该模块为西门子(中国)有限公司生产，该控制模块，可将整体系统运行模式进行编辑，实现自动化运行。

[0066] 在本实例中，所述智能巡检装置能够对滤格进行精准定位，能够对滤格内情况进行实时拍摄，将采集到的图像一并发送给服务器即图像存储单元，通过预先设置的图像与采集到的图像进行分析比对，其中，所述预先设置的图像包括图2位置A处即滤格内由过滤到反冲洗临界点处水面的可见度图像、滤格内的反冲洗滤格内的气泡均匀性、反冲洗滤格内的水的清澈程度；

[0067] 本V型滤池过滤及反冲洗智能巡检装置与现有的V型滤池自动控制系统相结合；现有的V型滤池自动控制系统包含过滤模式、反冲洗模式，当启动过滤模式或反冲洗模式时实时给智能巡检装置发送巡检指令，自动定位至正在工作的滤池上方，进行实时监控。

[0068] 本V型滤池过滤及反冲洗智能巡检系统相比现有的V型滤池自动控制系统的过滤模式延长了过滤时间，减少反冲洗次数，节约反冲洗水量；反冲洗巡检模式相比现有的V型滤池自动控制系统的反冲洗模式，增加了故障监控报警模式和自主巡检模式，故障监控报警模式对V型滤池反冲洗过程中滤帽损坏、跑砂等问题进行监控报警，解决人工巡检不能及时发现故障等问题，自主巡检模式通过预设时间和路线自主完成巡检任务，减少巡检人员工作量的同时支持实时报警。

[0069] 本基于图像识别的V型滤池过滤及反冲洗巡检系统的使用方法可以如下：

[0070] 1、当V型滤池正常过滤、无滤格反洗时，执行正常过滤巡检模式，进行精准定位，对过滤过程中的滤格逐格进行监控。

[0071] (1)进行精准对位后，智能摄像头进行连续拍摄，并将所拍摄的图像传送至数据库即图像存储单元；

[0072] (2)通过预先设置的图像与采集到图像进行分析比对：预先设置的图像包括图2位置A处即滤格内由过滤到反冲洗临界点处水面的可见度。

[0073] (3)将采集到的图像进行图像识别，智能分析结果一并储存于数据库；

[0074] (4)如果分析结果异常，即实际拍摄的图像显示的水的可见度小于预先设置可见度，继续执行过滤指令；如果分析结果正常，即实际拍摄的图像显示的水的可见度大于预先设置可见度，则停止过滤指令，并记录过滤时间，优化过滤模式时长，节约电量；

[0075] 2、当有滤格达到反冲洗条件时，执行反冲洗巡检模式，进行精准定位，对反冲洗过程中的滤格逐格进行监控。

[0076] (1)进行精准对位后，智能摄像头进行连续拍摄，并将所拍摄的图像传送至数据库即图像存储单元；

[0077] (2)通过预先设置的图像与采集到图像进行分析比对：

[0078] ①预先设置的图像包括图2位置A处即反冲洗滤格内的气泡均匀性：识别内容为图2位置A是否有大于其他部分气泡的现象。

[0079] ②预先设置的图像包括图2位置A处即反冲洗滤格内的水的清澈程度：

[0080] 预先设定一数值，如为图2位置2处面积99％。通过对采集到的图像进行识别处理，主要识别内容为滤格内位置2处清水区出现的面积大小，识别完成后与预先设定的数值进行比对。

[0081] ③预先设置的图像包括图2位置B处即中间集水槽是否含有滤砂：识别内容为中间集水槽内颜色是否与设定的一致

[0082] (3)将采集到的图像进行图像识别，智能分析结果一并储存于数据库；

[0083] (4)识别结果处理：

[0084] ①识别结果中未出现气泡不均匀现象时，则显示巡视正常的信息；识别结果异常，即实际拍摄的图像显示与预先设置不一致，则实时发出报警。

[0085] ②采集到的图像滤格内位置2处清水区出现的面积大于预先设定值，反冲洗程序结束；反之，继续执行反冲洗程序；

[0086] 识别结果图2位置B处颜色与预先设定的一致，则显示巡视正常的信息；反之，识别结果异常，即实际拍摄的图像显示与预先设置不一致，则实时发出报警。

[0087] 尽管为说明目的公开了本实用新型的实施例，但是本领域的技术人员可以理解：在不脱离本实用新型及所附权利要求的精神和范围内，各种替换、变化和修改都是可能的，因此，本实用新型的范围不局限于实施例所公开的内容。