CN109235572A - 一种马桶智能疏通系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种马桶智能疏通系统，包括：存储装置，用于预先将不同化学构成的不同类型的管道疏通剂放置在马桶上不同的容纳空间内；冲洗启动装置，用于将马桶水箱内部的水自动泄放以对马桶的座位内部空间进行冲洗；平均水流检测装置，用于对马桶的座位内部空间的水流速度进行实时检测，获取实时水流速度，并基于实时水流速度计算本次冲洗过程中的平均水流速度；类型确定装置，与所述平均水流检测装置连接，用于基于平均水流速度确定要释放的管道疏通剂的类型；自动释放装置，与所述类型确定装置连接，用于将确定类型的管道疏通剂释放到马桶的座位内部空间。本发明实现对马桶内部空间的自动疏通，节省人工，智能化水平高。

Description

一种马桶智能疏通系统

技术领域

本发明涉及管道疏通装置领域，特别是一种马桶智能疏通系统。

背景技术

马桶的发明历史悠久，它在人类的日常生活中必不可少。马桶连接下水管道，将人类排泄物及剩菜剩饭等通过下水管道排走，极大地方便了人们的生活。然而，在实际地生活中，由于人们过高地估计马桶的排泄能力，进而将过多的杂物如卫生纸、卫生巾、头发等倒入马桶，长时间的积累会使下水管道堵塞。现有疏通马桶的方式主要靠人力，由于人们看不到下水管道的易堵区，而且现有疏通工具的疏通能力有限，马桶堵塞问题往往不能得到及时的解决。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种马桶智能疏通系统。

本发明的目的采用以下技术方案来实现：

一种马桶智能疏通系统，包括：

存储装置，用于预先将不同化学构成的不同类型的管道疏通剂放置在马桶上不同的容纳空间内；

冲洗启动装置，用于将马桶水箱内部的水自动泄放以对马桶的座位内部空间进行冲洗；

平均水流检测装置，用于对马桶的座位内部空间的水流速度进行实时检测，获取实时水流速度，并基于实时水流速度计算本次冲洗过程中的平均水流速度；

类型确定装置，与所述平均水流检测装置连接，用于基于平均水流速度确定要释放的管道疏通剂的类型；

自动释放装置，与所述类型确定装置连接，用于将确定类型的管道疏通剂释放到马桶的座位内部空间以实现对马桶的座位内部空间中管道的疏通。

本发明的有益效果为：马桶冲洗时，通过平均水流检测装置检测平均水流速度，从而判断马桶内管道的堵塞情况，根据判断不同的堵塞类型将预先储存的不同类型不同剂量的管道疏通剂投放到马桶内管道中，实现对马桶内部空间的自动疏通，节省人工，智能化水平高。

附图说明

利用附图对本发明作进一步说明，但附图中的实施例不构成对本发明的任何限制，对于本领域的普通技术人员，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据以下附图获得其它的附图。

图1为本发明的框架结构图；

图2为本发明类型确定装置的框架结构图。

附图标记：

存储装置1、冲洗启动装置2、平均水流检测装置3、类型确定装置4、自动释放装置5、剂量检测装置6、剂量报警装置7、数据采集单元41、第一滤波单元42、第二滤波单元43、二值化单元44、目标匹配单元45、类型确定单元46

具体实施方式

结合以下应用场景对本发明作进一步描述。

参见图1，其示出一种马桶智能疏通系统，包括：

存储装置，用于预先将不同化学构成的不同类型的管道疏通剂放置在马桶上不同的容纳空间内；

冲洗启动装置，用于将马桶水箱内部的水自动泄放以对马桶的座位内部空间进行冲洗；

平均水流检测装置，用于对马桶的座位内部空间的水流速度进行实时检测，获取实时水流速度，并基于实时水流速度计算本次冲洗过程中的平均水流速度；

类型确定装置，与所述平均水流检测装置连接，用于基于平均水流速度确定要释放的管道疏通剂的类型；

自动释放装置，与所述类型确定装置连接，用于将确定类型的管道疏通剂释放到马桶的座位内部空间以实现对马桶的座位内部空间中管道的疏通。

本发明上述实施方式，当马桶冲洗时，通过平均水流检测装置检测平均水流速度，从而判断马桶内管道的堵塞情况，根据判断不同的堵塞类型将预先储存的不同类型不同剂量的管道疏通剂投放到马桶内管道中，实现对马桶内部空间的自动疏通，节省人工，智能化水平高。

在一种实施方式中，各种类型的管道疏通剂都包括：氢氧化钠、二氯异氰尿酸钠、次氯酸钠、酒石酸、拉开粉BX-78、皂土和香精，管道疏通剂的不同化学构成在于氢氧化钠的配料百分比不同，将各种类型的管道疏通剂基于氢氧化钠的配料百分比的多少分为弱性管道疏通剂、一般管道疏通剂、强力管道疏通剂和快通管道疏通剂。

在一种实施方式中，所述类型确定装置进一步包括：

数据采集单元，用于对马桶的座位内部空间进行高清图像数据采集以获得高清数字图像；

第一滤波单元，与所述数据采集单元连接，用于对高清数字图像进行去除脉冲噪声处理，获得第一滤波图像；

第二滤波单元，与所述第一滤波单元连接，用于对第一滤波图像进行去除高斯噪声处理，获得第二滤波图像；

二值化单元，与第二滤波单元连接，用于对第二滤波图像进行二值化处理以获得二值化图像；

目标匹配单元，与二值化单元连接，用于对二值化图像进行目标匹配处理以确定二值化图像中的堵塞物的类型并作为目标堵塞物类型输出，所述目标匹配处理包括将二值化图像与各种类型堵塞物的基准图案逐一进行形状匹配以确定二值化图像中的堵塞物的类型；

类型确定单元，分别与平均水流检测装置和目标匹配单元连接，用于基于平均水流速度和目标堵塞物类型确定要释放的管道疏通剂的类型，其中，平均水流速度越小，确定类型的管道疏通剂中氢氧化钠的配料百分比越大，目标堵塞物类型对应的腐蚀难度越大，确定类型的管道疏通剂中氢氧化钠的配料百分比越大，当平均水流速度大于预设水流阈值时，确定类型的管道疏通剂为无。

本发明上述实施方式，首先将各种疏通力度不一的疏通材料预存在马桶主体上的不同容纳空间内，其次，确定平均水流速度和目标堵塞物类型为堵塞状态决定要素，再次，采用高精度传感器和图像识别设备对上述要素进行准确检测，并根据检测结果确定需要的疏通材料并自动打开所需疏通材料所在的容纳空间，从而实现马桶的自动疏通。

在一种场景中，所述各种类型堵塞物包括油污、菜叶、茶叶、毛发、卫生纸、粪便、厨余垃圾、塑料袋和布料。

在一种实施方式中，所述自动释放装置进一步包括：

开关单元，用于打开确定类型的管道疏通剂所在容纳空间的开口以自动释放确定类型的管道疏通剂；其中，当确定类型的管道疏通剂为无时，开关单元不打开任一类型的管道疏通剂所在容纳空间的开口，发出人工冲洗信号。

在一种实施方式中，所述系统还进一步包括：

冲洗次数确定装置，与自动释放装置连接，用于基于平均水流速度确定需要人工冲洗的次数；

显示装置，分别与自动释放装置和冲洗次数确定装置连接，用于显示人工冲洗信号的同时，显示需要人工冲洗的次数，以实现对马桶用户的提醒。

在一种实施方式中，所述系统还进一步包括：

剂量检测装置，用于检测各个容纳空间内管道疏通剂的当前剂量；

剂量报警装置，与剂量检测装置连接，用于当某一类型的管道疏通剂的当前剂量小于预设剂量时，发出剂量不足报警信号，以提醒马桶用户添加相应类型的管道疏通剂。

本发明上述实施方式，针对现有技术中马桶疏通需求人工操作全程参与的技术问题，通过对马桶堵塞状态的准确检测、疏通材料的预先存储、疏通材料定制选择机制以及不需要疏通材料时的应对方式来完成马桶的全自动疏通，同时，还在疏通材料不足时进行及时的剂量报警，从而提高整个马桶的智能化水准。

在一种实施方式中，第一滤波单元，用于对高清数字图像进行去除脉冲噪声处理，获得第一滤波图像，具体包括：

依次遍历获取的高清数字图像A的每个像素点，如果该像素点A_x，y的灰度值H(A_x，y)＝0或者H(A_x，y)＝255，则标记该像素点是脉冲噪声点，否则标记该像素点为非脉冲噪声点；

分别对获取的脉冲噪声点进行处理，以脉冲噪声点A_x，y为中心点，获取该脉冲噪声点A_x，y的n×n邻域，其中n＝2m+1，m＝min(Δx，Δy)，其中Δx和Δy分别表示该脉冲噪声点与距离该脉冲噪声点最近的非脉冲噪声点的水平距离和竖直距离，n表示该邻域的尺寸；

对该脉冲噪声点A_x，y进行去噪声处理，其中采用的去噪声函数为：

式中，H′(A_x，y)表示去噪声后像素点A_x，y的灰度值，E_x，y表示以该脉冲噪声点A_x，y为中心点的n×n邻域内的非脉冲噪声点集合，K(E_x，y)表示集合E_x，y中像素点的灰度平均值，F_x，y＝{b₁|b₁∈E_x，y，|H(b₁)-H(A_x，y)|＜T}，表示该脉冲噪声点A_x，y为中心点的n×n邻域内与中心点的灰度值差小于设定的阈值T的非脉冲噪声点集合；F′_x，y＝{b₂|b₂∈E_x，y，|H(b₂)-H(A_x，y)|≥T}表示该脉冲噪声点A_x，y为中心点的n×n邻域内与中心点的灰度值差大于或等于设定的阈值T的非脉冲噪声点集合，Z(F_x，y)和Z(F′_x，y)分别表示集合F_x，y和F′_x，y中像素点的灰度中值，ω₁，ω₂分别表示设定权重因子；

依次将脉冲噪声点的灰度值H(A_x，y)更新为H′(A_x，y)，输出第一滤波图像。

本发明上述实施方式，由于脉冲噪声在图像中灰度值为0或者255，因此利用这一特性检测出图像的脉冲噪声像素点，并对该像素点采用上述去噪声函数进行处理，首先能够自适应地选取脉冲噪声像素点的邻域窗口大小，根据邻域中的非噪声像素点对噪声像素点的灰度值进行更新，能够准确地还原噪声像素点的灰度值，准确度高，智能化水平。

在一种实施方式中，第二滤波单元，用于对第一滤波图像进行去除高斯噪声处理，获得第二滤波图像，进一步包括：

以第一滤波图像中任意像素点为中心像素点，分别获取该中心像素点与其n×n邻域中每个像素点的相似度：

式中，S(X₀，X_(r))表示中心像素点X₀与邻域像素点X_(r)的相似度；H₀和H_(r)分别表示像素点X₀和X_(r)的灰度值，T_σ表示设定的调节参数；

根据邻域中像素点X_(r)与中心像素点X₀的相似度构造一个有序集合其中其中n²-1表示邻域像素点的总数，其中r∈[1，n²-1]；

根据有序集合对中心像素点进行去高斯噪声处理，

其中，H′₀表示中心像素点去高斯噪声处理后的灰度值输出，H_(i)表示有序集合中像素点X_(i)的灰度值，S(X₀，X_(i))表示中心像素点与该有序集合中像素点X_(i)的相似度，表示自适应去噪因子，其中，式中，表示相似性累积和，K_c表示整数集合，K_c＝{1，2，...，n²-1}；

遍历第一滤波图像内的所有像素点，分别对该像素点进行去高斯噪声处理，根据获取的像素点去高斯噪声处理后的灰度值输出获取第二滤波图像。

本发明上述实施方式，采用上述方式对第一滤波图像作进一步除高斯噪声处理，从目标像素点的邻域像素点中自适应地选取最合适的邻域像素点作为标准，对目标像素点作滤波处理，智能化程度高，去噪效果好。

在一种实施方式中，所述第二滤波单元中进一步包括：

所述调节参数T_σ的获取方式如下：

将第一滤波图像P进行NSCT分解得到低频图像Z，并将低频图像Z分解为互相重叠的m×m小块D_j，计算每个小块D_j的标准差

设定σ_T＝T，t＝0，并在低频图像Z上获取满足小于σ_T的小块D_j作为弱纹理块，并标记其坐标信息，其中T表示设定的初始阈值；

将该弱纹理块的坐标信息映射到第一滤波图像P相应的位置，在第一滤波图像P上获取弱纹理快，并对第一滤波图像P上提取的弱纹理块进行如下处理：

将第一滤波图像P中获取的弱纹理块转换成列向量g_t，g_t表示第t个弱纹理快转换成的列向量；

获取弱纹理块组成的协方差矩阵，其中采用的协方差矩阵函数为：

式中，∑_g表示弱纹理块组成的协方差矩阵，N表示弱纹理快的总数，g_t表示第t个弱纹理块的列向量，v表示数据集{g_t}的平均值；

并根据该协方差矩阵的最小特征值获取第一滤波图像P的标准差估计其中λ_mtn(∑_g)表示协方差矩阵∑_g的最小特征值；

对标准差估计进行判断：如果则输出作为调节参数T_σ；如果则设定t＝t+1，继续迭代。

本发明上述实施方式，采用上述方式确定调节因子的大小，能够在未知高斯噪声的标准差的情况下，对高斯噪声点的标准差进行准确的预估，并且将其作为调节因子，能够有助于提高去高斯噪声处理的精确度，滤波效果好，智能化水平高。

最后应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细地说明，本领域的普通技术人员应当分析，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

Claims (6)

1.一种马桶智能疏通系统，其特征在于，包括：

存储装置，用于预先将不同化学构成的不同类型的管道疏通剂放置在马桶上不同的容纳空间内；

冲洗启动装置，用于将马桶水箱内部的水自动泄放以对马桶的座位内部空间进行冲洗；

平均水流检测装置，用于对马桶的座位内部空间的水流速度进行实时检测，获取实时水流速度，并基于实时水流速度计算本次冲洗过程中的平均水流速度；

类型确定装置，与所述平均水流检测装置连接，用于基于平均水流速度确定要释放的管道疏通剂的类型；

自动释放装置，与所述类型确定装置连接，用于将确定类型的管道疏通剂释放到马桶的座位内部空间以实现对马桶的座位内部空间中管道的疏通。

2.根据权利要求1所述的一种马桶智能疏通系统，其特征在于，所述类型确定装置进一步包括：

数据采集单元，用于对马桶的座位内部空间进行高清图像数据采集以获得高清数字图像；

第一滤波单元，与所述数据采集单元连接，用于对高清数字图像进行去除脉冲噪声处理，获得第一滤波图像；

第二滤波单元，与所述第一滤波单元连接，用于对第一滤波图像进行去除高斯噪声处理，获得第二滤波图像；

二值化单元，与第二滤波单元连接，用于对第二滤波图像进行二值化处理以获得二值化图像；

目标匹配单元，与二值化单元连接，用于对二值化图像进行目标匹配处理以确定二值化图像中的堵塞物的类型并作为目标堵塞物类型输出，所述目标匹配处理包括将二值化图像与各种类型堵塞物的基准图案逐一进行形状匹配以确定二值化图像中的堵塞物的类型；

类型确定单元，分别与平均水流检测装置和目标匹配单元连接，用于基于平均水流速度和目标堵塞物类型确定要释放的管道疏通剂的类型，其中，平均水流速度越小，确定类型的管道疏通剂中氢氧化钠的配料百分比越大，目标堵塞物类型对应的腐蚀难度越大，确定类型的管道疏通剂中氢氧化钠的配料百分比越大，当平均水流速度大于预设水流阈值时，确定类型的管道疏通剂为无。

3.根据权利要求1所述的一种马桶智能疏通系统，其特征在于，所述自动释放装置进一步包括：

开关单元，用于打开确定类型的管道疏通剂所在容纳空间的开口以自动释放确定类型的管道疏通剂；其中，当确定类型的管道疏通剂为无时，开关单元不打开任一类型的管道疏通剂所在容纳空间的开口，发出人工冲洗信号。

4.根据权利要求1所述的一种马桶智能疏通系统，其特征在于，所述系统还进一步包括：

冲洗次数确定装置，与自动释放装置连接，用于基于平均水流速度确定需要人工冲洗的次数；

显示装置，分别与自动释放装置和冲洗次数确定装置连接，用于显示人工冲洗信号的同时，显示需要人工冲洗的次数，以实现对马桶用户的提醒。

5.根据权利要求1所述的一种马桶智能疏通系统，其特征在于，所述系统还进一步包括：

剂量检测装置，用于检测各个容纳空间内管道疏通剂的当前剂量；

剂量报警装置，与剂量检测装置连接，用于当某一类型的管道疏通剂的当前剂量小于预设剂量时，发出剂量不足报警信号，以提醒马桶用户添加相应类型的管道疏通剂。

6.根据权利要求2所述的一种马桶智能疏通系统，其特征在于，所述第一滤波单元，用于对高清数字图像进行去除脉冲噪声处理，获得第一滤波图像，具体包括：

依次遍历获取的高清数字图像A的每个像素点，如果该像素点A_x，y的灰度值H(A_x，y)＝0或者H(A_x，y)＝255，则标记该像素点是脉冲噪声点，否则标记该像素点为非脉冲噪声点；

分别对获取的脉冲噪声点进行处理，以脉冲噪声点A_x，y为中心点，获取该脉冲噪声点A_x，y的n×n邻域，其中n＝2m+1，m＝min(Δx，Δy)，其中Δx和Δy分别表示该脉冲噪声点与距离该脉冲噪声点最近的非脉冲噪声点的水平距离和竖直距离，n表示该邻域的尺寸；

对该脉冲噪声点A_x，y进行去噪声处理，其中采用的去噪声函数为：

式中，H′(A_x，y)表示去噪声后像素点A_x，y的灰度值，E_x，y表示以该脉冲噪声点A_x，y为中心点的n×n邻域内的非脉冲噪声点集合，K(E_x，y)表示集合E_x，y中像素点的灰度平均值，F_x，y＝{b₁|b₁∈E_x，y，|H(b₁)-H(A_x，y)|＜T}，表示该脉冲噪声点A_x，y为中心点的n×n邻域内与中心点的灰度值差小于设定的阈值T的非脉冲噪声点集合；F′_x，y＝{b₂|b₂∈E_x，y，|H(b₂)-H(A_x，y)|≥T}表示该脉冲噪声点A_x，y为中心点的n×n邻域内与中心点的灰度值差大于或等于设定的阈值T的非脉冲噪声点集合，Z(F_x，y)和Z(F′_x，y)分别表示集合F_x，y和F′_x，y中像素点的灰度中值，ω₁，ω₂分别表示设定权重因子；

依次将脉冲噪声点的灰度值H(A_x，y)更新为H′(A_x，y)，输出第一滤波图像。