在中国制造2025背景下,家电行业向数字化、信息化、智能化转型升级。本文所述液位检测系统在饮水机原有功能基础上,采用机器视觉液位检测方法,实现取水杯自动加水、杯满停水功能,提供更加便捷的取水方式。系统可在常见立式与台式饮水机上应用,适应高度75毫米至150毫米之间透明与非透明材质取水杯。主要研究内容如下:1.在对液位检测系统研究现状进行充分调研前提下,借鉴其中可行解决方案,并依据系统功能要求及相关指标,完成对饮水机取水杯液位检测系统整体设计与硬件选型。2.针对基于机器视觉的饮水机取水杯液位检测系统所用关键技术,将系统算法分为四部分:取水杯区域信息提取、取水杯放置检测、液面特征提取与液位检测控制算法。并分别进行深入研究。针对取水杯区域信息提取需求,对图像滤波、边缘检测、阈值分割、Hough变换及其改进算法与直接搜索算法进行讨论;针对取水杯放置检测需求,提出一种帧间差法与背景差法相结合的解决方案,进行自适应背景更新,应对光照环境变化;针对液面特征提取需求,使用背景差法与直方图均衡化增强液面对比度;针对根据当前液位高度控制饮水机在加水状态、停水状态间切换需求,依据液位处于加水状态与停水状态不同特征提出动态检测与静态检测相结合的液位检测控制算法。3.叙述饮水机取水杯液位检测系统总体结构及实际安装方式,详细分析系统硬件与软件构成。通过对高,中,低,透明与非透明六支典型取水杯进行测试,观察软件各部分算法实验结果并分析系统性能与适应性。实验结果表明本文所设计液位检测装置可适应对常用取水杯液位检测,具有较高应用价值。本文所述液位检测系统创新的将机器视觉技术应用在饮水机平台液位检测系统中,通过将图像传感器所采集图像经各步骤算法处理后获取液位高度信息,进而控制饮水机开水与停水状态。并在进行理论分析后,通过实验验证了液位检测系统可行性。系统为饮水机赋予智能化,并对新一代饮水机取水方式进行了重新定义。