CN105513364B - 位于交通路口的智能化控制箱 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种位于交通路口的智能化控制箱，包括箱体、控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器，控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器都设置在箱体上，计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器用于确定交通路口的行人数量，控制箱通信设备用于基于行人数量决定交通路口的清洁工人分配策略。通过本发明，能够扩展交通路口控制箱的重要用途，提高城市资源的利用率。

Description

位于交通路口的智能化控制箱

技术领域

本发明涉及控制箱领域，尤其涉及一种位于交通路口的智能化控制箱。

背景技术

环境对人体健康的影响主要有以下三类：①环境所致的生物地球化学性疾病，是水、土中某些微量元素过多或缺乏引起的健康效应。现已明确能引起这类疾病的元素有钴、铜、镍、硼、铅、氟、碘、砷、锌等10余种，其中以碘和氟的分布最广，引起地方性氟病和地方性甲状腺肿。②环境污染对人体所造成的急性和慢性损害。有的形成公害病，有的对污染区的人群产生急性中毒和死亡，有的对人群健康产生慢性作用，导致人群对某些疾病的敏感性增强，使居民中一些常见病和多发病的发病率和死亡率增加。③环境污染对人体健康造成的远期危害。主要包括致癌作用、致突变作用和致畸作用三种。

为了避免环境恶化对城市居民的影响，每一个城市都设置了环卫部门对城市的环境卫生进行系统管理，负责城市环境卫生管理的部门是城市环卫部门，由分布在各个位置的环卫站点组成，然而现有技术中的各个位置的环卫站点的派遣劳力数量难以控制，很容易出现派遣劳力过多或过少的情况发生。

因此，需要一种新的环卫人员智能化分配方案，能够利用在每一个交通路口的现有控制箱，在其上增加数据采集功能和数据通信功能以实现对交通路口处的人流数量的实时采集，并基于人流数量以确定发送给交通路口地址附近的环卫服务站点的清洁工人数量，从而实现对附近环卫服务站点的清洁工人数量的自适应控制。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种位于交通路口的智能化控制箱，以交通路口的现有控制箱为控制平台，避免浪费原本有限的城市公共资源，并在控制箱中集成高精度的图像识别设备和无线通信设备以基于交通路口的人流数量实现对附近环卫服务站点的派遣劳力的自适应。

根据本发明的一方面，提供了一种位于交通路口的智能化控制箱，所述控制箱包括箱体、控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器，控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器都设置在箱体上，计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器用于确定交通路口的行人数量，控制箱通信设备用于基于行人数量决定交通路口的清洁工人分配策略。

更具体地，在所述位于交通路口的智能化控制箱中，包括：控制箱主体，包括箱体和悬挂式结构；箱体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在箱体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和箱体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对箱体的悬挂式安装；计时器，设置在箱体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一；CCD图像传感器，设置在箱体外侧表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像；TF存储卡，设置在箱体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，TF存储卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、纵横比范围和对称度范围，纵横比范围为对多个基准行人图像进行纵横比计算后统计的范围，对称度范围为对多个基准行人图像进行对称度计算后统计的范围；背景选择设备，设置在箱体内，与计时器和TF存储卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在TF存储卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出；图像分割设备，设置在箱体内，与CCD图像传感器、TF存储卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；图像形态学处理设备，设置在箱体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像；特征提取设备，设置在箱体内，与图像形态学处理设备连接，提取每一个整形子图像的横向最大像素数量和纵向最大像素数量，将纵向最大像素数量除以横向最大像素数量以获得纵横比，并计算每一个整形子图像的对称度；飞思卡尔IMX6处理器，设置在箱体内，与特征提取设备和TF存储卡分别连接，将每一个整形子图像的纵横比和对称度分别与纵横比范围和对称度范围进行比较，当整形子图像的纵横比落在纵横比范围内且对称度落在对称度范围时，对应的整形子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出；控制箱通信设备，与飞思卡尔IMX6处理器和TF存储卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的清洁工人数量，并基于交通路口地址将确定的清洁工人数量通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的环卫服务站点，行人数量越多，交通路口地址的清洁指数越小，派遣交通路口地址的清洁工人数量越多。

更具体地，在所述位于交通路口的智能化控制箱中：控制箱通信设备包括微控制器和GPRS通信接口。

更具体地，在所述位于交通路口的智能化控制箱中：无线通信链路为GPRS双向通信链路。

更具体地，在所述位于交通路口的智能化控制箱中：采用飞思卡尔IMX6处理器的内置存储器替换TF存储卡。

更具体地，在所述位于交通路口的智能化控制箱中：控制箱通信设备设置在箱体外侧表面上。

附图说明

以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本发明实施方案示出的位于交通路口的智能化控制箱的结构方框图。

附图标记：1箱体；2控制箱通信设备；3计时器；4CCD图像传感器；5飞思卡尔IMX6处理器

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的位于交通路口的智能化控制箱的实施方案进行详细说明。

环境一词含义十分广泛，从医学的角度说，环境是指人体以外的物质因素和物质条件。它包括人类赖以生存的自然环境，如大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈；还包括人类生活居住的社会环境。

影响人体健康的环境因素，可分为三大类：物理性因素(如噪声、震动、放射性物质、射频辐射等)；化学性因素(如有毒化学物质、重金属、农药等)和生物性因素(如细菌、病毒、寄生虫等)。它们可通过各种途径、进入空气、水体、土壤和居住环境危害人体健康，其中以化学性因素最为重要。

每一座城市都有专门的环卫部门对城市空间环境的卫生负责，一般表现为对各个城市位置派遣预设数量的环卫工人进行市容的打扫和整洁，其中，由于来往车辆和行人数量众多，城市内的各个交通路口是环卫部门重点关注的对象，派遣的劳动力也最多。然而当前存在的问题是，环卫部门不确定派遣到各个交通路口的具体环卫工人数量。

现有技术中，环卫部门一般按照历史经验决定派遣到城市内各个交通路口的具体环卫工人的数量，然而，由于每一个交通路口处的来往车辆和行人数量是实时变化的，过度依赖历史经验的结果是，有可能来往车辆和行人众多，堆积的各种废弃物很多，但派遣劳力不足，也有可能来往车辆和行人少于平常，堆积的各种废弃物很少，但派遣劳力过剩，前者容易导致市容不整洁，后者容易导致环卫部门运营成本的增加。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种位于交通路口的智能化控制箱，能够检测出每一个交通路段的实时人流数量，以判断出附近的清洁指数，实现环卫部门派遣劳力数量的自适应控制，从而避免城市环卫服务资源浪费的情况发生，同时也避免城市环卫服务资源不足的情况发生。

图1为根据本发明实施方案示出的位于交通路口的智能化控制箱的结构方框图，所述控制箱包括箱体、控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器，控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器都设置在箱体上，计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器用于确定交通路口的行人数量，控制箱通信设备用于基于行人数量决定交通路口的清洁工人分配策略。

接着，继续对本发明的位于交通路口的智能化控制箱的具体结构进行进一步的说明。

所述控制箱包括：控制箱主体，包括箱体和悬挂式结构。

箱体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在箱体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和箱体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对箱体的悬挂式安装。

所述控制箱包括：计时器，设置在箱体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一。

所述控制箱包括：CCD图像传感器，设置在箱体外侧表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像。

所述控制箱包括：TF存储卡，设置在箱体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，TF存储卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、纵横比范围和对称度范围，纵横比范围为对多个基准行人图像进行纵横比计算后统计的范围，对称度范围为对多个基准行人图像进行对称度计算后统计的范围。

所述控制箱包括：背景选择设备，设置在箱体内，与计时器和TF存储卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在TF存储卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出。

所述控制箱包括：图像分割设备，设置在箱体内，与CCD图像传感器、TF存储卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；图像形态学处理设备，设置在箱体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像。

所述控制箱包括：特征提取设备，设置在箱体内，与图像形态学处理设备连接，提取每一个整形子图像的横向最大像素数量和纵向最大像素数量，将纵向最大像素数量除以横向最大像素数量以获得纵横比，并计算每一个整形子图像的对称度。

所述控制箱包括：飞思卡尔IMX6处理器，设置在箱体内，与特征提取设备和TF存储卡分别连接，将每一个整形子图像的纵横比和对称度分别与纵横比范围和对称度范围进行比较，当整形子图像的纵横比落在纵横比范围内且对称度落在对称度范围时，对应的整形子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出。

所述控制箱包括：控制箱通信设备，与飞思卡尔IMX6处理器和TF存储卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的清洁工人数量，并基于交通路口地址将确定的清洁工人数量通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的环卫服务站点，行人数量越多，交通路口地址的清洁指数越小，派遣交通路口地址的清洁工人数量越多。

可选地，在所述控制箱中：控制箱通信设备包括微控制器和GPRS通信接口；无线通信链路为GPRS双向通信链路；采用飞思卡尔IMX6处理器的内置存储器替换TF存储卡；以及可以将控制箱通信设备设置在箱体外侧表面上。

另外，通用分组无线服务技术(General Packet Radio Service)的简称，他是GSM移动电话用户可用的一种移动数据业务。GPRS可说是GSM的延续。GPRS和以往连续在频道传输的方式不同，是以封包(Packet)式来传输，因此使用者所负担的费用是以其传输资料单位计算，并非使用其整个频道，理论上较为便宜。GPRS的传输速率可提升至56甚至114Kbps。

GPRS经常被描述成“2.5G”，也就是说这项技术位于第二代(2G)和第三代(3G)移动通讯技术之间。他通过利用GSM网络中未使用的TDMA信道，提供中速的数据传递。GPRS突破了GSM网只能提供电路交换的思维方式，只通过增加相应的功能实体和对现有的基站系统进行部分改造来实现分组交换，这种改造的投入相对来说并不大，但得到的用户数据速率却相当可观。而且，因为不再需要现行无线应用所需要的中介转换器，所以连接及传输都会更方便容易。如此，使用者既可联机上网，参加视讯会议等互动传播，而且在同一个视讯网络上(VRN)的使用者，甚至可以无需通过拨号上网，而持续与网络连接。

GPRS分组交换的通信方式在分组交换的通信方式中，数据被分成一定长度的包(分组)，每个包的前面有一个分组头(其中的地址标志指明该分组发往何处)。数据传送之前并不需要预先分配信道，建立连接。而是在每一个数据包到达时，根据数据报头中的信息(如目的地址)，临时寻找一个可用的信道资源将该数据报发送出去。在这种传送方式中，数据的发送和接收方同信道之间没有固定的占用关系，信道资源可以看作是由所有的用户共享使用。由于数据业务在绝大多数情况下都表现出一种突发性的业务特点，对信道带宽的需求变化较大，因此采用分组方式进行数据传送将能够更好地利用信道资源。例如一个进行WWW浏览的用户，大部分时间处于浏览状态，而真正用于数据传送的时间只占很小比例。这种情况下若采用固定占用信道的方式，将会造成较大的资源浪费。

采用本发明的位于交通路口的智能化控制箱，针对现有技术城市环卫派遣劳力数量难以控制的技术问题，对各个交通路口处的现有的控制箱进行结构改造，一方面，集成高精度、有针对性的图像识别设备以采集交通路口处的实时人流数据，另一方面，集成有效的控制箱通信设备以基于实时人流数据实现对交通路口地址附近的环卫服务站点的劳力派遣控制。

可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种位于交通路口的智能化控制箱，所述控制箱包括箱体、控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器，控制箱通信设备、计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器都设置在箱体上，计时器、CCD图像传感器和飞思卡尔IMX6处理器用于确定交通路口的行人数量，控制箱通信设备用于基于行人数量决定交通路口的清洁工人分配策略；

其特征在于，所述控制箱包括：

控制箱主体，包括箱体和悬挂式结构；

箱体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；

悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在箱体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和箱体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对箱体的悬挂式安装；

计时器，设置在箱体内，用于输出当前时刻所在的时间段并作为实时时间段输出，实时时间段为一天24个时间段之一；

CCD图像传感器，设置在箱体外侧表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得路口图像；

TF存储卡，设置在箱体内，用于预先存储24个基准时间段路口图像，每一个基准时间段路口图像对应一个时间段，每一个基准时间段路口图像为在对应时间段下CCD图像传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，TF存储卡还用于预先存储交通路口地址、第一二值化阈值、第二二值化阈值、纵横比范围和对称度范围，纵横比范围为对多个基准行人图像进行纵横比计算后统计的范围，对称度范围为对多个基准行人图像进行对称度计算后统计的范围；

背景选择设备，设置在箱体内，与计时器和TF存储卡分别连接，基于当前时刻计时器输出的实时时间段在TF存储卡中寻找对应的基准时间段路口图像并作为目标背景图像输出；

图像分割设备，设置在箱体内，与CCD图像传感器、TF存储卡和背景选择设备分别连接，通过CCD图像传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，当第一绝对值大于等于第一二值化阈值且第二绝对值大于等于第二二值化阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；

图像形态学处理设备，设置在箱体内，与图像分割设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像；

特征提取设备，设置在箱体内，与图像形态学处理设备连接，提取每一个整形子图像的横向最大像素数量和纵向最大像素数量，将纵向最大像素数量除以横向最大像素数量以获得纵横比，并计算每一个整形子图像的对称度；

飞思卡尔IMX6处理器，设置在箱体内，与特征提取设备和TF存储卡分别连接，将每一个整形子图像的纵横比和对称度分别与纵横比范围和对称度范围进行比较，当整形子图像的纵横比落在纵横比范围内且对称度落在对称度范围时，对应的整形子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出；

控制箱通信设备，与飞思卡尔IMX6处理器和TF存储卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，基于行人数量确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的清洁工人数量，并基于交通路口地址将确定的清洁工人数量通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的环卫服务站点，行人数量越多，交通路口地址的清洁指数越小，派遣交通路口地址的清洁工人数量越多。