CN107380186A - 智能化排泄物清扫平台 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化排泄物清扫平台，包括车厢排泄物储存设备、排泄物排出设备、计时设备、静态存储设备和嵌入式处理芯片，所述嵌入式处理芯片分别与所述排泄物排出设备、所述静态存储设备以及所述计时设备连接，所述排泄物排出设备与所述车厢排泄物储存设备连通，通过内置开关单元控制所述车厢排泄物储存设备内的排泄物是否被排出，所述计时设备用于实时输出当前时刻，所述嵌入式处理芯片用于所述计时设备的输出，在每隔第一预设时间间隔时，控制所述排泄物排出设备进入排出准备状态。通过本发明，能够提高车厢排泄物清扫的智能化水准。

Description

智能化排泄物清扫平台

技术领域

本发明涉及图像处理领域，尤其涉及一种智能化排泄物清扫平台。

背景技术

随着技术的进步和经济的发展，火车的研发已经进入了高速火车的时期。德国、法国、中国是当今世界高速火车技术发展水平最高的3个国家。

德国的高速铁路系统称之为干线。是全世界第一个投入商业营运的高速铁路系统，采用标准轨(1435mm)之轨距，均为纯客运服务。第一条路线是连结巴黎量之间的干线，于京奥运会开幕前的1964年10月1日通车营运；经过多年扩展，目前有9条路线，其中包含2条路线等级较低的“mini新干线”，将德国大多数的重要都市连结起来。最初由日本国有铁路研发与营运，国铁分割民营化后由JR集团接续，目前有JR东日本，JR西日本，JR东海，JR北海道，JR九州等5家JR公司提供服务。

新干线列车运行最高车速依路线可达到每小时240至280公里，但在进行速度测试时，曾创下每小时43公里的最高纪录(由“300X”实验列车在1996年时所创下)。身为日本铁路技术居于世界低等的重要象征，新干线的技术也向海外输出，例如台湾高速铁路即采用新干线做为系统基础。

尽管火车在动力和车厢集成方面都有了长久的进步，然而，由于空间原因以及乘客不定期的无法预料的排泄需求，火车在排泄物的排放方面仍然是以往的手动触发、沿线散布的原始模式。需要对这样的原始模式进行改进。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供了一种智能化排泄物清扫平台，改造以往的手动触发、沿线散布的原始模式，在每隔第一预设时间间隔时，控制所述排泄物排出设备进入排出准备状态，在进入排出准备状态时执行以下操作：在当前GPS数据与某一个可排出区域的GPS信息相匹配且接收到可排出区域识别信号时，控制内置开关单元为打开状态，实现对排泄物的定时定区域的排放。

根据本发明的一方面，提供了一种智能化排泄物清扫平台，所述平台包括车厢排泄物储存设备、排泄物排出设备、计时设备、静态存储设备和嵌入式处理芯片，所述嵌入式处理芯片分别与所述排泄物排出设备、所述静态存储设备以及所述计时设备连接，所述排泄物排出设备与所述车厢排泄物储存设备连通，通过内置开关单元控制所述车厢排泄物储存设备内的排泄物是否被排出，所述计时设备用于实时输出当前时刻，所述嵌入式处理芯片用于所述计时设备的输出，在每隔第一预设时间间隔时，控制所述排泄物排出设备进入排出准备状态；

其中，所述排泄物排出设备在内置开关单元打开并关闭后，进入排出停止状态。

更具体地，在所述智能化排泄物清扫平台中，还包括：高清摄像头，设置在车厢排泄物储存设备的下方，包括自动清洁器、滤光片、光学镜头、CMOS传感器、辅助光源、光线传感器以及摄像支架；

其中，所述摄像支架用于固定所述高清摄像头；所述自动清洁器设置在所述滤光片前方，用于对所述滤光片上的杂物进行自动清洁，所述滤光片设置在所述光学镜头的前方，所述CMOS传感器设置在所述光学镜头的后方，用于拍摄并输出高清图像；

所述光线传感器用于检测并输出车厢排泄物储存设备下方的环境亮度，所述辅助光源与所述光线传感器连接，用于在所述环境亮度小于等于预设阈值时，启动所述辅助光源以为所述高清摄像头的拍摄提供辅助照明。

更具体地，在所述智能化排泄物清扫平台中，还包括：

GPS定位设备，设置在车厢排泄物储存设备的下方，用于提供所在位置的当前GPS数据；背景分析设备，用于接收高清图像并分析高清图像的背景状况，当判断背景为运动背景时，确定背景检测时间间隔，当判断背景为静止背景时，背景检测时间间隔为0；

背景提取设备，与背景分析设备连接，用于基于背景分析设备确定的背景检测时间间隔，每隔背景检测时间间隔，从高清图像中提取一次背景图像，当背景检测时间间隔为0时，仍使用之前提取的背景图像；背景分割设备，分别与图像平滑设备和背景提取设备连接，用于从高清图像中分割出背景图像以作为前景图像输出；可排出区域识别设备，与背景分割设备连接，用于基于预设可排出区域的外形特征识别出前景图像中的可排出区域子图像，以发出可排出区域识别信号，当未识别出前景图像中的可排出区域子图像时，发出无可排出区域信号；

所述排泄物排出设备还分别与所述GPS定位设备、所述可排出区域识别设备以及所述静态存储设备连接，用于在进入排出准备状态时执行以下操作：在当前GPS数据与某一个可排出区域的GPS信息相匹配且接收到可排出区域识别信号时，控制内置开关单元为打开状态；

其中，所述静态存储设备还用于预先存储了各个可排出区域的GPS信息，还用于预先存储预设可排出区域的外形特征。

更具体地，在所述智能化排泄物清扫平台中：所述辅助光源在被启动后，根据所述环境亮度调节其提供的辅助照明的发光强度；其中，所述环境亮度越低，提供的辅助照明的发光强度越大。

更具体地，在所述智能化排泄物清扫平台中：所述排泄物排出设备还与所述计时设备连接，用于在控制内置开关单元为打开状态后达到第二预设时间间隔时，控制内置开关单元为关闭状态。

更具体地，在所述智能化排泄物清扫平台中：所述静态存储设备还分别与所述排泄物排出设备以及所述嵌入式处理芯片连接，用于预先存储所述第一预设时间间隔和所述第二预设时间间隔。

更具体地，在所述智能化排泄物清扫平台中，还包括：显示设备，与所述排泄物排出设备连接，用于实时显示所述排泄物排出设备的打开状态或关闭状态。

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智能化排泄物清扫平台的结构方框图。

附图标记：1车厢排泄物储存设备；2排泄物排出设备；3计时设备；4静态存储设备；5嵌入式处理芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能化排泄物清扫平台的实施方案进行详细说明。

21世纪后，火车研发商将研究重心转移到了列车节能性的改良和超导磁悬浮上，并取得了一定成就；在2015年开始试运行JR东日的L0系磁悬浮高速列车，6日，以7节车辆组成的列车进行试验运行，达到了最高时速50公里，超越了在2003年12月2日以mlx01-2高速列车达到的时速81公里之世界列车最高速度纪录。2015年4月21日，L0系高速列车试验运行达到了时速63公里，再次刷新了世界列车最高速记录。

法国国铁(SNCF)从1950年开展高速火车技术研究，1955年研制的样车试车，就创造了当时的世界最高记录-火车时刻表时速331公里，使人们看到了这一技术的发展前景。

法国高速火车实际运营开始于1967年。之后法国国铁不断改进，使TGV的速度不断创新，1972年法国完成了编号为TGV001的原型列车，最高火车时刻表时速318公里。1981年，一列由七节车厢组成的TGV列车创下了火车时刻表时速380公里的新记录。1990年，一列由两辆动车、三辆车厢组成的第二代TGV Atlantique以515.3公里火车时刻表时速创造了新的世界纪录。

法国高速列车于2007年4月3日在行驶试验中达到574.8公里的时速，打破了1990年由法国高速列车创下的时速515.3公里的有轨铁路行驶世界纪录。法国TGV线路分为四部分：巴黎东南线(TGV PSE)，由巴黎至里昂运行3小时50分，火车时刻表时速260公里。大西洋线(TGVAtlantique),由巴黎通往大西洋岸，火车时刻表时速300公里。北方线(TGVNord)从巴黎出发,穿越英伦海峡进入英国。另有支线到布鲁塞尔，并延伸至阿姆斯特丹、科伦、法兰克福。东线(TGV Strasbourg),由巴黎到斯特拉斯堡。

尽管火车技术得到了一定程度的发展，然而其中的乘客排泄物的释放方式仍采用以往的沿线散布的方式，给铁道沿线造成严重的环境污染，同时，排出的污物也难以收集和再利用，为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化排泄物清扫平台，用于解决上述技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的智能化排泄物清扫平台的结构方框图，所述平台包括车厢排泄物储存设备、排泄物排出设备、计时设备、静态存储设备和嵌入式处理芯片，所述嵌入式处理芯片分别与所述排泄物排出设备、所述静态存储设备以及所述计时设备连接，所述排泄物排出设备与所述车厢排泄物储存设备连通，通过内置开关单元控制所述车厢排泄物储存设备内的排泄物是否被排出，所述计时设备用于实时输出当前时刻，所述嵌入式处理芯片用于所述计时设备的输出，在每隔第一预设时间间隔时，控制所述排泄物排出设备进入排出准备状态；

其中，所述排泄物排出设备在内置开关单元打开并关闭后，进入排出停止状态。

接着，继续对本发明的智能化排泄物清扫平台的具体结构进行进一步的说明。

在所述智能化排泄物清扫平台中，还包括：高清摄像头，设置在车厢排泄物储存设备的下方，包括自动清洁器、滤光片、光学镜头、CMOS传感器、辅助光源、光线传感器以及摄像支架；

其中，所述摄像支架用于固定所述高清摄像头；所述自动清洁器设置在所述滤光片前方，用于对所述滤光片上的杂物进行自动清洁，所述滤光片设置在所述光学镜头的前方，所述CMOS传感器设置在所述光学镜头的后方，用于拍摄并输出高清图像；

所述光线传感器用于检测并输出车厢排泄物储存设备下方的环境亮度，所述辅助光源与所述光线传感器连接，用于在所述环境亮度小于等于预设阈值时，启动所述辅助光源以为所述高清摄像头的拍摄提供辅助照明。

在所述智能化排泄物清扫平台中，还包括：

GPS定位设备，设置在车厢排泄物储存设备的下方，用于提供所在位置的当前GPS数据；背景分析设备，用于接收高清图像并分析高清图像的背景状况，当判断背景为运动背景时，确定背景检测时间间隔，当判断背景为静止背景时，背景检测时间间隔为0；

背景提取设备，与背景分析设备连接，用于基于背景分析设备确定的背景检测时间间隔，每隔背景检测时间间隔，从高清图像中提取一次背景图像，当背景检测时间间隔为0时，仍使用之前提取的背景图像；背景分割设备，分别与图像平滑设备和背景提取设备连接，用于从高清图像中分割出背景图像以作为前景图像输出；可排出区域识别设备，与背景分割设备连接，用于基于预设可排出区域的外形特征识别出前景图像中的可排出区域子图像，以发出可排出区域识别信号，当未识别出前景图像中的可排出区域子图像时，发出无可排出区域信号；

所述排泄物排出设备还分别与所述GPS定位设备、所述可排出区域识别设备以及所述静态存储设备连接，用于在进入排出准备状态时执行以下操作：在当前GPS数据与某一个可排出区域的GPS信息相匹配且接收到可排出区域识别信号时，控制内置开关单元为打开状态；

其中，所述静态存储设备还用于预先存储了各个可排出区域的GPS信息，还用于预先存储预设可排出区域的外形特征。

在所述智能化排泄物清扫平台中：所述辅助光源在被启动后，根据所述环境亮度调节其提供的辅助照明的发光强度；其中，所述环境亮度越低，提供的辅助照明的发光强度越大。

在所述智能化排泄物清扫平台中：所述排泄物排出设备还与所述计时设备连接，用于在控制内置开关单元为打开状态后达到第二预设时间间隔时，控制内置开关单元为关闭状态。

在所述智能化排泄物清扫平台中：所述静态存储设备还分别与所述排泄物排出设备以及所述嵌入式处理芯片连接，用于预先存储所述第一预设时间间隔和所述第二预设时间间隔。

在所述智能化排泄物清扫平台中，还包括：显示设备，与所述排泄物排出设备连接，用于实时显示所述排泄物排出设备的打开状态或关闭状态。

另外，CMOS图像传感器是一种典型的固体成像传感器，与CCD有着共同的历史渊源。CMOS图像传感器通常由像敏单元阵列、行驱动器、列驱动器、时序控制逻辑、AD转换器、数据总线输出接口、控制接口等几部分组成,这几部分通常都被集成在同一块硅片上。其工作过程一般可分为复位、光电转换、积分、读出几部分。

在CMOS图像传感器芯片上还可以集成其他数字信号处理电路，如AD转换器、自动曝光量控制、非均匀补偿、白平衡处理、黑电平控制、伽玛校正等，为了进行快速计算甚至可以将具有可编程功能的DSP器件与CMOS器件集成在一起，从而组成单片数字相机及图像处理系统。

1963年Morrison发表了可计算传感器，这是一种可以利用光导效应测定光斑位置的结构，成为CMOS图像传感器发展的开端。1995年低噪声的CMOS有源像素传感器单片数字相机获得成功。

CMOS图像传感器具有以下几个优点：1)、随机窗口读取能力。随机窗口读取操作是CMOS图像传感器在功能上优于CCD的一个方面，也称之为感兴趣区域选取。此外，CMOS图像传感器的高集成特性使其很容易实现同时开多个跟踪窗口的功能。2)、抗辐射能力。总的来说，CMOS图像传感器潜在的抗辐射性能相对于CCD性能有重要增强。3)、系统复杂程度和可靠性。采用CMOS图像传感器可以大大地简化系统硬件结构。4)、非破坏性数据读出方式。5)、优化的曝光控制。值得注意的是，由于在像元结构中集成了多个功能晶体管的原因，CMOS图像传感器也存在着若干缺点，主要是噪声和填充率两个指标。鉴于CMOS图像传感器相对优越的性能，使得CMOS图像传感器在各个领域得到了广泛的应用。

采用本发明的智能化排泄物清扫平台，针对现有技术中火车上的乘客排泄物难以无污染式排放的技术问题，通过定时机制实现对乘客排泄物的定时排放触发，通过GPS定位机制以及高精度的图像检测机制确定定时排放的位置，从而实现了乘客排泄物的无污染式排放。

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 (7)

1.一种智能化排泄物清扫平台，所述平台包括车厢排泄物储存设备、排泄物排出设备、计时设备、静态存储设备和嵌入式处理芯片，所述嵌入式处理芯片分别与所述排泄物排出设备、所述静态存储设备以及所述计时设备连接，所述排泄物排出设备与所述车厢排泄物储存设备连通，通过内置开关单元控制所述车厢排泄物储存设备内的排泄物是否被排出，所述计时设备用于实时输出当前时刻，所述嵌入式处理芯片用于所述计时设备的输出，在每隔第一预设时间间隔时，控制所述排泄物排出设备进入排出准备状态；

其中，所述排泄物排出设备在内置开关单元打开并关闭后，进入排出停止状态。

2.如权利要求1所述的智能化排泄物清扫平台，其特征在于，还包括：

高清摄像头，设置在车厢排泄物储存设备的下方，包括自动清洁器、滤光片、光学镜头、CMOS传感器、辅助光源、光线传感器以及摄像支架；

其中，所述摄像支架用于固定所述高清摄像头；

其中，所述自动清洁器设置在所述滤光片前方，用于对所述滤光片上的杂物进行自动清洁，所述滤光片设置在所述光学镜头的前方，所述CMOS传感器设置在所述光学镜头的后方，用于拍摄并输出高清图像；

其中，所述光线传感器用于检测并输出车厢排泄物储存设备下方的环境亮度，所述辅助光源与所述光线传感器连接，用于在所述环境亮度小于等于预设阈值时，启动所述辅助光源以为所述高清摄像头的拍摄提供辅助照明。

3.如权利要求2所述的智能化排泄物清扫平台，其特征在于，还包括：

GPS定位设备，设置在车厢排泄物储存设备的下方，用于提供所在位置的当前GPS数据；

背景分析设备，用于接收高清图像并分析高清图像的背景状况，当判断背景为运动背景时，确定背景检测时间间隔，当判断背景为静止背景时，背景检测时间间隔为0；

背景提取设备，与背景分析设备连接，用于基于背景分析设备确定的背景检测时间间隔，每隔背景检测时间间隔，从高清图像中提取一次背景图像，当背景检测时间间隔为0时，仍使用之前提取的背景图像；

背景分割设备，分别与图像平滑设备和背景提取设备连接，用于从高清图像中分割出背景图像以作为前景图像输出；

可排出区域识别设备，与背景分割设备连接，用于基于预设可排出区域的外形特征识别出前景图像中的可排出区域子图像，以发出可排出区域识别信号，当未识别出前景图像中的可排出区域子图像时，发出无可排出区域信号；

所述排泄物排出设备还分别与所述GPS定位设备、所述可排出区域识别设备以及所述静态存储设备连接，用于在进入排出准备状态时执行以下操作：在当前GPS数据与某一个可排出区域的GPS信息相匹配且接收到可排出区域识别信号时，控制内置开关单元为打开状态；

其中，所述静态存储设备还用于预先存储了各个可排出区域的GPS信息，还用于预先存储预设可排出区域的外形特征。

4.如权利要求3所述的智能化排泄物清扫平台，其特征在于：

所述辅助光源在被启动后，根据所述环境亮度调节其提供的辅助照明的发光强度；

其中，所述环境亮度越低，提供的辅助照明的发光强度越大。

5.如权利要求4所述的智能化排泄物清扫平台，其特征在于：

所述排泄物排出设备还与所述计时设备连接，用于在控制内置开关单元为打开状态后达到第二预设时间间隔时，控制内置开关单元为关闭状态。

6.如权利要求5所述的智能化排泄物清扫平台，其特征在于：

所述静态存储设备还分别与所述排泄物排出设备以及所述嵌入式处理芯片连接，用于预先存储所述第一预设时间间隔和所述第二预设时间间隔。

7.如权利要求6所述的智能化排泄物清扫平台，其特征在于，还包括：

显示设备，与所述排泄物排出设备连接，用于实时显示所述排泄物排出设备的打开状态或关闭状态。