CN110399771A - 交通环境现场维护系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种交通环境现场维护系统，所述系统包括：像素点解析设备，与动态范围调整设备连接，用于将范围扩大图像中亮度值在预设分隔栏亮度范围内的像素点作为分隔栏像素点；目标辨识设备，与所述像素点解析设备连接，用于在所述范围扩大图像中位于异常位置的分隔栏像素点的数量超限时，发出分隔栏移位信号，否则，发出分隔栏正常信号。本发明的交通环境现场维护系统数据有效，设计可靠。由于对具有双向车道的马路进行实时图像数据采集，并在定制图像处理的基础上判断是否存在多个非中央位置的分隔栏像素点，进而判断用于划分车道的分隔栏是否移位，从而为交管部门提供有效的参考数据。

Description

交通环境现场维护系统

技术领域

本发明涉及智慧交通领域，尤其涉及一种交通环境现场维护系统。

背景技术

智慧交通是在智能交通(简称：ITS)的基础上，在交通领域中充分运用物联网、云计算、互联网、人工智能、自动控制、移动互联网等技术，通过高新技术汇集交通信息，对交通管理、交通运输、公众出行等等交通领域全方面以及交通建设管理全过程进行管控支撑，使交通系统在区域、城市甚至更大的时空范围具备感知、互联、分析、预测、控制等能力，以充分保障交通安全、发挥交通基础设施效能、提升交通系统运行效率和管理水平，为通畅的公众出行和可持续的经济发展服务。

智慧交通是在整个交通运输领域充分利用物联网、空间感知、云计算、移动互联网等新一代信息技术，综合运用交通科学、系统方法、人工智能、知识挖掘等理论与工具，以全面感知、深度融合、主动服务、科学决策为目标，通过建设实时的动态信息服务体系，深度挖掘交通运输相关数据，形成问题分析模型，实现行业资源配置优化能力、公共决策能力、行业管理能力、公众服务能力的提升，推动交通运输更安全、更高效、更便捷、更经济、更环保、更舒适的运行和发展，带动交通运输相关产业转型、升级。

发明内容

本发明至少具备以下三处重要的发明点：

(1)对具有双向车道的马路进行实时图像数据采集，并在定制图像处理的基础上判断是否存在多个非中央位置的分隔栏像素点，进而判断用于划分车道的分隔栏是否移位，从而为交管部门提供有效的参考数据；

(2)引入第一提取设备、第一解析设备和第二解析设备，用于基于图像中每一个像素点的像素值占据的字节数和图像中的像素点的总数确定图像的数据量等级；

(3)在接收到的待处理图像的数据量等级大于等于预设等级阈值时，确定与所述数据量等级成正比的参考时钟频率，并基于所述确定的参考时钟频率对后续各个图像处理组件分别进行频率设定，从而使得图像处理组件的处理速度与接收到的数据量大小相适应。

根据本发明的一方面，提供了一种交通环境现场维护系统，所述系统包括：

像素点解析设备，与动态范围调整设备连接，用于将范围扩大图像中亮度值在预设分隔栏亮度范围内的像素点作为分隔栏像素点；

目标辨识设备，与所述像素点解析设备连接，用于在所述范围扩大图像中位于异常位置的分隔栏像素点的数量超限时，发出分隔栏移位信号，否则，发出分隔栏正常信号；

枪式摄像设备，设置在双向车道马路的上方，用于面向双向车道进行摄像操作，以获得并输出相应的实时马路图像，所述双向车道马路为中央位置设置分隔栏以将两个方向车道进行平均划分的马路；

所述枪式摄像设备的镜头的中点位置与双向车道马路的中点位置之间的连线垂直于双向车道马路所在的水平面；

第一解析设备，与所述枪式摄像设备连接，用于接收所述实时马路图像，对所述实时马路图像中每一个像素点的像素值占据的字节数进行分析，以获得参考字节数输出；

第二解析设备，用于接收所述实时马路图像，统计所述实时马路图像中的像素点的总数，以获得参考总数输出；

第一提取设备，分别与所述第一解析设备和所述第二解析设备连接，用于接收所述参考字节数和所述参考总数，并基于所述参考字节数和所述参考总数的乘积确定与其成正比的数据量等级；

嵌入式处理设备，分别与所述第一解析设备、所述第二解析设备和所述第一提取设备连接，用于在接收到的数据量等级大于等于预设等级阈值时，确定与所述数据量等级成正比的参考时钟频率，还用于在接收到的数据量等级小于所述预设等级阈值时，维持当前的参考时钟频率。

本发明的交通环境现场维护系统数据有效，设计可靠。由于对具有双向车道的马路进行实时图像数据采集，并在定制图像处理的基础上判断是否存在多个非中央位置的分隔栏像素点，进而判断用于划分车道的分隔栏是否移位，从而为交管部门提供有效的参考数据。

具体实施方式

下面将对本发明的交通环境现场维护系统的实施方案进行详细说明。

道路一般是由两个相反方向的行车道构成，称为双向车道。行车道是指供各种车辆纵向排列、安全顺适地行驶的公路带状部分，其中包括双向四车道，双向六车道，双向八车道最为普遍。

在中国，二级和三级公路基本上采用双车道，对于平原微丘区的二级公路，当混合交通量较大、并且将慢车道分开又有困难时，可划线分快、慢车道，但仍属双车道。四级公路宜设计为双车道，交通量小的路段可采用单车道。设计速度为120km/h的高速公路，按通行能力需要可设单向二车道、三车道、四车道即双向四车道、六车道、八车道。设计速度l00km/h的高速公路和一级公路，当交通量超过四个车道的通行能力时，其车道数可按双数增加。一级公路紧靠行车道布设慢车道时，可利用路基宽度中的硬路肩和土路肩部分，作为非机动车道使用。

现有技术中，双向车道马路为中央位置设置分隔栏以将两个方向车道进行平均划分的马路，分隔栏不仅仅能起到行驶参考的作用，还是降低一些交通事故的伤害度，然而，在被撞击或者其他原因导致分隔栏移位时，上述作用的效果将大大降低。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种交通环境现场维护系统，能够有效解决相应的技术问题。

根据本发明实施方案示出的交通环境现场维护系统包括：

像素点解析设备，与动态范围调整设备连接，用于将范围扩大图像中亮度值在预设分隔栏亮度范围内的像素点作为分隔栏像素点；

目标辨识设备，与所述像素点解析设备连接，用于在所述范围扩大图像中位于异常位置的分隔栏像素点的数量超限时，发出分隔栏移位信号，否则，发出分隔栏正常信号；

枪式摄像设备，设置在双向车道马路的上方，用于面向双向车道进行摄像操作，以获得并输出相应的实时马路图像，所述双向车道马路为中央位置设置分隔栏以将两个方向车道进行平均划分的马路；

所述枪式摄像设备的镜头的中点位置与双向车道马路的中点位置之间的连线垂直于双向车道马路所在的水平面；

第一解析设备，与所述枪式摄像设备连接，用于接收所述实时马路图像，对所述实时马路图像中每一个像素点的像素值占据的字节数进行分析，以获得参考字节数输出；

第二解析设备，用于接收所述实时马路图像，统计所述实时马路图像中的像素点的总数，以获得参考总数输出；

第一提取设备，分别与所述第一解析设备和所述第二解析设备连接，用于接收所述参考字节数和所述参考总数，并基于所述参考字节数和所述参考总数的乘积确定与其成正比的数据量等级；

嵌入式处理设备，分别与所述第一解析设备、所述第二解析设备和所述第一提取设备连接，用于在接收到的数据量等级大于等于预设等级阈值时，确定与所述数据量等级成正比的参考时钟频率，还用于在接收到的数据量等级小于所述预设等级阈值时，维持当前的参考时钟频率；

单向锐化设备，与所述嵌入式处理设备连接，用于基于所述嵌入式处理设备确定的参考时钟频率对接收到的实时马路图像执行垂直方向锐化处理，以获得并输出相应的单向锐化图像；

小波滤波设备，与所述单向锐化设备连接，用于基于所述嵌入式处理设备确定的参考时钟频率对所述单向锐化图像执行小波滤波处理，以获得并输出相应的小波滤波图像；

动态范围调整设备，与所述小波滤波设备连接，用于基于所述嵌入式处理设备确定的参考时钟频率对小波滤波图像执行动态范围调整处理以扩大所述小波滤波图像的动态范围，并获得相应的范围扩大图像；

其中，在所述目标辨识设备中，在所述范围扩大图像中位于异常位置的分隔栏像素点指的是不在其所在行的中央位置的分隔栏像素点；

其中，在所述范围扩大图像中，每一行的中央位置为每一行的中点位置向左偏移预设数量的像素点到每一行的中点位置向右偏移预设数量的像素点之间的范围；

其中，在所述小波滤波设备中，对所述单向锐化图像执行小波滤波处理，以获得并输出相应的小波滤波图像包括：所述单向锐化图像中的噪声数量越多，对所述单向锐化图像执行小波滤波处理所采用的小波基的维数越高；

其中，在所述第一提取设备、所述第一解析设备和所述第二解析设备都与同一32位并行数据总线连接。

接着，继续对本发明的交通环境现场维护系统的具体结构进行进一步的说明。

所述交通环境现场维护系统中还可以包括：

信息检测设备，与所述动态范围调整设备连接，用于接收所述范围扩大图像，对所述范围扩大图像中的每一个像素点进行是否为边缘像素点的检测动作，并输出所述范围扩大图像的全部像素点数量和所述范围扩大图像的全部边缘像素点数量。

所述交通环境现场维护系统中还可以包括：

信息分析设备，与所述信息检测设备连接，用于接收所述范围扩大图像的全部像素点数量和所述范围扩大图像的全部边缘像素点数量，将所述范围扩大图像的全部像素点数量除以所述范围扩大图像的全部边缘像素点数量以获得边缘参考倍数。

所述交通环境现场维护系统中还可以包括：

滤波切换设备，与所述信息分析设备连接，用于接收所述边缘参考倍数，并在所述边缘参考倍数超过限量时，发出第一滤波切换信号，以及在所述边缘参考倍数未超过限量时，发出第二滤波切换信号。

所述交通环境现场维护系统中还可以包括：

WIENER滤波设备，分别与所述滤波切换设备和所述信息检测设备连接，用于在接收到所述第二滤波切换信号时，从省电状态进入工作状态，并在所述工作状态下执行以下操作：对所述范围扩大图像执行小波域的WIENER滤波处理，以获得相应的滤波图像以作为第一滤波图像输出。

所述交通环境现场维护系统中还可以包括：

自适应滤波设备，分别与所述滤波切换设备和所述信息检测设备连接，用于在接收到所述第一滤波切换信号时，从省电状态进入工作状态，并在所述工作状态下执行以下操作：对所述范围扩大图像进行小波分割以获得第一层到第P层的各个高频系数以及获得第P层的各个低频系数，将数值低于预设阈值的高频系数设置为零，数值不低于预设阈值的高频系数设置为其原值的三分之一，并基于第P层的各个低频系数和处理后的第一层到第P层的各个高频系数进行图像的重新构建，以获得所述范围扩大图像对应的滤波图像以作为第二滤波图像输出。

所述交通环境现场维护系统中还可以包括：

信号整合设备，分别与所述WIENER滤波设备和所述自适应滤波设备连接，用于将所述第一滤波图像或所述第二滤波图像作为信号整合图像，并将所述信号整合图像替换所述范围扩大图像发送给所述像素点解析设备；

电力供应设备，分别与所述WIENER滤波设备和所述自适应滤波设备连接，用于为所述WIENER滤波设备和所述自适应滤波设备提供电力供应。

所述交通环境现场维护系统中：

所述WIENER滤波设备在省电状态下和工作状态下耗电量不同，所述自适应滤波设备在省电状态下和工作状态下耗电量不同；

其中，所述WIENER滤波设备在接收到所述第一滤波切换信号时，从工作状态进入省电状态。

所述交通环境现场维护系统中：

所述WIENER滤波设备在进入省电状态时，停止对所述范围扩大图像执行小波域的WIENER滤波处理，直接将所述范围扩大图像作为第一滤波图像输出；

其中，所述自适应滤波设备在接收到所述第二滤波切换信号时，从工作状态进入省电状态；

其中，所述自适应滤波设备在进入省电状态时，停止对所述范围扩大图像进行小波分割，直接将所述范围扩大图像作为第二滤波图像。

另外，电力线载波Power Line Carrier-PLC通信是利用电力线作为信息传输媒介进行语音或数据传输的一种特殊通信方式。电力线在电力载波领域一般分为高中低3类，通常高压电力线指35kV及以上电压等级、中压电力线指10kV电压等级、低压配电线指380/220V用户线。

电力线载波(PLC，即Power Line Carrier)是电力系统特有的通信方式，电力线载波通讯是指利用现有电力线，通过载波方式将模拟或数字信号进行高速传输的技术。最大特点是不需要重新架设网络，只要有电线，就能进行数据传递。

电力线载波技术突破了仅限于单片机应用的限制，已经进入了数字化时代，并且随着电力线载波技术的不断发展和社会的需要，中/低压电力载波通信的技术开发及应用亦出现了方兴未艾的局面。电力线载波通信这座被国外传媒喻为未被挖掘的金山正逐渐成为电力通信领域的一门热门专业。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(PGA)，现场可编程门阵列(FPGA)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种交通环境现场维护系统，其特征在于，包括：

像素点解析设备，与动态范围调整设备连接，用于将范围扩大图像中亮度值在预设分隔栏亮度范围内的像素点作为分隔栏像素点；

目标辨识设备，与所述像素点解析设备连接，用于在所述范围扩大图像中位于异常位置的分隔栏像素点的数量超限时，发出分隔栏移位信号，否则，发出分隔栏正常信号；

枪式摄像设备，设置在双向车道马路的上方，用于面向双向车道进行摄像操作，以获得并输出相应的实时马路图像，所述双向车道马路为中央位置设置分隔栏以将两个方向车道进行平均划分的马路；

所述枪式摄像设备的镜头的中点位置与双向车道马路的中点位置之间的连线垂直于双向车道马路所在的水平面；

第一解析设备，与所述枪式摄像设备连接，用于接收所述实时马路图像，对所述实时马路图像中每一个像素点的像素值占据的字节数进行分析，以获得参考字节数输出；

第二解析设备，用于接收所述实时马路图像，统计所述实时马路图像中的像素点的总数，以获得参考总数输出；

第一提取设备，分别与所述第一解析设备和所述第二解析设备连接，用于接收所述参考字节数和所述参考总数，并基于所述参考字节数和所述参考总数的乘积确定与其成正比的数据量等级；

嵌入式处理设备，分别与所述第一解析设备、所述第二解析设备和所述第一提取设备连接，用于在接收到的数据量等级大于等于预设等级阈值时，确定与所述数据量等级成正比的参考时钟频率，还用于在接收到的数据量等级小于所述预设等级阈值时，维持当前的参考时钟频率；

单向锐化设备，与所述嵌入式处理设备连接，用于基于所述嵌入式处理设备确定的参考时钟频率对接收到的实时马路图像执行垂直方向锐化处理，以获得并输出相应的单向锐化图像；

小波滤波设备，与所述单向锐化设备连接，用于基于所述嵌入式处理设备确定的参考时钟频率对所述单向锐化图像执行小波滤波处理，以获得并输出相应的小波滤波图像；

动态范围调整设备，与所述小波滤波设备连接，用于基于所述嵌入式处理设备确定的参考时钟频率对小波滤波图像执行动态范围调整处理以扩大所述小波滤波图像的动态范围，并获得相应的范围扩大图像；

其中，在所述目标辨识设备中，在所述范围扩大图像中位于异常位置的分隔栏像素点指的是不在其所在行的中央位置的分隔栏像素点；

其中，在所述范围扩大图像中，每一行的中央位置为每一行的中点位置向左偏移预设数量的像素点到每一行的中点位置向右偏移预设数量的像素点之间的范围；

其中，在所述小波滤波设备中，对所述单向锐化图像执行小波滤波处理，以获得并输出相应的小波滤波图像包括：所述单向锐化图像中的噪声数量越多，对所述单向锐化图像执行小波滤波处理所采用的小波基的维数越高；

其中，在所述第一提取设备、所述第一解析设备和所述第二解析设备都与同一32位并行数据总线连接。

2.如权利要求1所述的交通环境现场维护系统，其特征在于，所述系统还包括：

信息检测设备，与所述动态范围调整设备连接，用于接收所述范围扩大图像，对所述范围扩大图像中的每一个像素点进行是否为边缘像素点的检测动作，并输出所述范围扩大图像的全部像素点数量和所述范围扩大图像的全部边缘像素点数量。

3.如权利要求2所述的交通环境现场维护系统，其特征在于，所述系统还包括：

信息分析设备，与所述信息检测设备连接，用于接收所述范围扩大图像的全部像素点数量和所述范围扩大图像的全部边缘像素点数量，将所述范围扩大图像的全部像素点数量除以所述范围扩大图像的全部边缘像素点数量以获得边缘参考倍数。

4.如权利要求3所述的交通环境现场维护系统，其特征在于，所述系统还包括：

滤波切换设备，与所述信息分析设备连接，用于接收所述边缘参考倍数，并在所述边缘参考倍数超过限量时，发出第一滤波切换信号，以及在所述边缘参考倍数未超过限量时，发出第二滤波切换信号。

5.如权利要求4所述的交通环境现场维护系统，其特征在于，所述系统还包括：

WIENER滤波设备，分别与所述滤波切换设备和所述信息检测设备连接，用于在接收到所述第二滤波切换信号时，从省电状态进入工作状态，并在所述工作状态下执行以下操作：对所述范围扩大图像执行小波域的WIENER滤波处理，以获得相应的滤波图像以作为第一滤波图像输出。

6.如权利要求5所述的交通环境现场维护系统，其特征在于，所述系统还包括：

自适应滤波设备，分别与所述滤波切换设备和所述信息检测设备连接，用于在接收到所述第一滤波切换信号时，从省电状态进入工作状态，并在所述工作状态下执行以下操作：对所述范围扩大图像进行小波分割以获得第一层到第P层的各个高频系数以及获得第P层的各个低频系数，将数值低于预设阈值的高频系数设置为零，数值不低于预设阈值的高频系数设置为其原值的三分之一，并基于第P层的各个低频系数和处理后的第一层到第P层的各个高频系数进行图像的重新构建，以获得所述范围扩大图像对应的滤波图像以作为第二滤波图像输出。

7.如权利要求6所述的交通环境现场维护系统，其特征在于，所述系统还包括：

信号整合设备，分别与所述WIENER滤波设备和所述自适应滤波设备连接，用于将所述第一滤波图像或所述第二滤波图像作为信号整合图像，并将所述信号整合图像替换所述范围扩大图像发送给所述像素点解析设备；

电力供应设备，分别与所述WIENER滤波设备和所述自适应滤波设备连接，用于为所述WIENER滤波设备和所述自适应滤波设备提供电力供应。

8.如权利要求7所述的交通环境现场维护系统，其特征在于：

所述WIENER滤波设备在省电状态下和工作状态下耗电量不同，所述自适应滤波设备在省电状态下和工作状态下耗电量不同；

其中，所述WIENER滤波设备在接收到所述第一滤波切换信号时，从工作状态进入省电状态。

9.如权利要求8所述的交通环境现场维护系统，其特征在于：

所述WIENER滤波设备在进入省电状态时，停止对所述范围扩大图像执行小波域的WIENER滤波处理，直接将所述范围扩大图像作为第一滤波图像输出；

其中，所述自适应滤波设备在接收到所述第二滤波切换信号时，从工作状态进入省电状态；

其中，所述自适应滤波设备在进入省电状态时，停止对所述范围扩大图像进行小波分割，直接将所述范围扩大图像作为第二滤波图像。