CN111860048A - 智能化道路信息分析方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化道路信息分析方法，包括：使用灰度解析设备，对现场锐化图像的各个像素点的各个灰度值进行从小到大的顺序排序以获得对应的灰度值序列，将其中中央序号的灰度值作为参考灰度值输出；使用信号映射设备，确定与参考灰度值成反比的道路污染等级，并基于道路污染等级确定对应的环保工人数量。

Description

智能化道路信息分析方法

技术领域

本发明涉及城市管理领域，尤其涉及一种智能化道路信息分析方法。

背景技术

城市管理是指以城市这个开放的复杂巨系统为对象，以城市基本信息流为基础，运用决策、计划、组织、指挥等一系列机制，采用法律、经济、行政、技术等手段，通过政府、市场与社会的互动，围绕城市运行和发展进行的决策引导、规范协调、服务和经营行为。

广义的城市管理是指对城市一切活动进行管理，包括政治的、经济的、社会的和市政的管理。狭义的城市管理通常就是指市政管理，即与城市规划、城市建设及城市运行相关联的城市基础设施、公共服务设施和社会公共事务的管理。一般城市管理所研究的对象主要针对狭义的城市管理，即市政管理。

发明内容

本发明具备以下两处关键的发明点：

(1)在未检测到车声时对道路执行图像捕获动作以保证获取到的图像的纯净度，并在针对性图像处理的基础上，对处理后图像执行灰度分析以确定相应的打扫用所需要的环保工人数量，从而提高了城市管理的智能化水平；

(2)在要处理的图像的帧率偏高即单位时间要处理的数据量偏大的情况下，选择滤波模式偏简化的滤波机制，在要处理的图像的帧率偏低即单位时间要处理的数据量偏小的情况下，选择滤波模式偏复杂的滤波机制，从而在不同输入图像数据的情况下都能保持关键处理设备即滤波设备的运算量的稳定，进而提高了整个系统的健壮性。

根据本发明的一方面，提供一种智能化道路信息分析方法，所述方法包括：

使用灰度解析设备，设置道路一侧的竖杆上，与现场锐化设备连接，用于获取现场锐化图像，并对所述现场锐化图像的各个像素点的各个灰度值进行从小到大的顺序排序以获得对应的灰度值序列，将其中中央序号的灰度值作为参考灰度值输出；

使用信号映射设备，与所述灰度解析设备连接，用于确定与所述参考灰度值成反比的道路污染等级，并基于所述道路污染等级确定对应的环保工人数量；

使用时分双工通信接口，与所述信号映射设备连接，用于将确定的环保工人数量发送给远端的环保管理服务器；

使用电子眼捕获机构，设置道路一侧的竖杆上，用于未检测到车声时，启动对道路的图像捕获动作，以获得对应的道路捕获图像；

所述电子眼捕获机构包括声音检测设备、声音分析设备和捕获执行设备；

使用信号处理设备，与所述电子眼捕获机构连接，用于接收所述道路捕获图像，对所述道路捕获图像所在图像序列的帧率进行提取，以获得对应的当前帧率，并输出所述当前帧率。

本发明的智能化道路信息分析方法数据可靠，方便实用。由于在未检测到车声时对道路执行图像捕获动作以保证获取到的图像的纯净度，并在针对性图像处理的基础上，对处理后图像执行灰度分析以确定打扫所需要的环保工人数量，从而提高了城市管理的智能化水平。

具体实施方式

下面将对本发明的智能化道路信息分析方法的实施方案进行详细说明。

道路从词义上讲就是供各种无轨车辆和行人通行的基础设施；按其使用特点分为公路、城市道路、乡村道路、厂矿道路、林业道路、考试道路、竞赛道路、汽车试验道路、车间通道以及学校道路等，古代中国还有驿道。另外还指达到某种目标的途径，事物发展、变化的途径。

道路对汽车安全性的影响表现在道路的发展以及道路网络的建设是否与人民的生活水平、生活习惯以及社会的经济发展相适应。如果车多路少，道路使用寿命会降低，易出现问题，因而交通安全问题会突出。其次是道路管理设施与交通控制设施是否科学合理。如果科学合理，在交通拥堵的时候也能井井有条地疏导车辆，解决交通拥堵问题，减少交通安全事故的发生。再次是道路设计对交通安全的影响。往往有一些道路，因其设计不合理，致使驾驶员容易产生错误的判断，造成交通事故，这应该引起道路设计人员和管理人员的重视。如高速路直线过长容易使驾驶员疲劳，弯道与坡度不合理的搭配都可能引发交通事故。

当前，对城市道路的清扫缺乏针对性的应对模式，例如，有时道路比较干净不需要清扫，但到了清扫时间点，必须安排环保人员进行打扫，造成人力资源的浪费，而有时道路很快被污染，需要快速排出人员清扫时，因为未到时间点而将清扫计划搁置。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能化道路信息分析方法，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智能化道路信息分析系统包括：

灰度解析设备，设置道路一侧的竖杆上，与现场锐化设备连接，用于获取现场锐化图像，并对所述现场锐化图像的各个像素点的各个灰度值进行从小到大的顺序排序以获得对应的灰度值序列，将其中中央序号的灰度值作为参考灰度值输出；

信号映射设备，与所述灰度解析设备连接，用于确定与所述参考灰度值成反比的道路污染等级，并基于所述道路污染等级确定对应的环保工人数量；

时分双工通信接口，与所述信号映射设备连接，用于将确定的环保工人数量发送给远端的环保管理服务器；

电子眼捕获机构，设置道路一侧的竖杆上，用于未检测到车声时，启动对道路的图像捕获动作，以获得对应的道路捕获图像；

所述电子眼捕获机构包括声音检测设备、声音分析设备和捕获执行设备；

信号处理设备，与所述电子眼捕获机构连接，用于接收所述道路捕获图像，对所述道路捕获图像所在图像序列的帧率进行提取，以获得对应的当前帧率，并输出所述当前帧率；

等级辨识设备，与所述信号处理设备连接，用于接收所述当前帧率，并确定与所述当前帧率成正比的帧率等级，输出所述帧率等级；

供电选择设备，分别与所述信号处理设备和所述等级辨识设备连接，用于在接收到的帧率等级大于预设等级阈值时，为谐波均值滤波设备提供电力供应，还用于在接收到的帧率等级小于等于所述预设等级阈值时，为统计排序滤波设备提供电力供应；

谐波均值滤波设备，分别与所述供电选择设备和所述信号处理设备连接，用于在通电状态下对接收到的道路捕获图像执行谐波均值滤波处理，以获得并输出相应的即时滤波图像；

统计排序滤波设备，分别与所述供电选择设备和所述信号处理设备连接，用于在通电状态下对接收到的道路捕获图像执行统计排序滤波处理，以获得并输出相应的即时滤波图像；

现场锐化设备，分别与所述谐波均值滤波设备和所述统计排序滤波设备连接，用于对所述谐波均值滤波设备或所述统计排序滤波设备发送的即时滤波图像执行基于空域微分法的锐化处理，以获得并输出相应的现场锐化图像；

其中，所述供电选择设备还用于在接收到的帧率等级大于预设等级阈值时，停止为谐波均值滤波设备提供电力供应；

其中，所述供电选择设备还用于在接收到的帧率等级小于等于所述预设等级阈值时，停止为统计排序滤波提供电力供应。

接着，继续对本发明的智能化道路信息分析系统的具体结构进行进一步的说明。

在所述智能化道路信息分析系统中：

所述信号处理设备和所述等级辨识设备分别采用不同型号的通用阵列逻辑器件来实现；

其中，所述现场锐化设备、所述谐波均值滤波设备和所述统计排序滤波设备共用同一电源设备。

所述智能化道路信息分析系统中还可以包括：

条纹分析设备，与所述现场锐化设备连接，用于接收所述现场锐化图像，对所述现场锐化图像进行条纹分析，以确定所述现场锐化图像中是否存在条纹噪声，并在确定存在条纹噪声时，发出条纹获取信号；

窗口提取设备，与所述条纹分析设备连接，用于基于所述条纹噪声的幅值提取领域窗口的大小，其中，所述条纹噪声的幅值越大，提取的领域窗口越大。

所述智能化道路信息分析系统中还可以包括：

MMC存储卡，用于存储非条纹权重值和条纹权重值，所述非条纹权重值为领域窗口中像素点未在条纹区域时被赋予的权重值，所述条纹权重值为领域窗口中像素点在条纹区域时被赋予的权重值，所述非条纹权重值是所述条纹权重值的倍数；

滤波执行设备，分别与所述条纹分析设备、所述窗口提取设备和所述MMC存储卡连接，用于在接收到所述条纹获取信号时，对所述现场锐化图像中的每一个像素点进行以下滤波动作：将所述像素点作为目标像素点并获取其像素值，基于所述窗口提取设备提取的领域窗口确定所述现场锐化图像中所述目标像素点的各个领域像素点的各个领域像素值，确定各个领域像素值是否位于条纹区域，当领域像素值位于条纹区域时，被赋予条纹权重值，当领域像素值未位于条纹区域时，被赋予非条纹权重值，基于各个领域像素值以及各自权重值获取所述目标像素点的滤波像素值。

所述智能化道路信息分析系统中还可以包括：

图像输出设备，分别与所述灰度解析设备和所述滤波执行设备连接，用于基于所述现场锐化图像中的每一个像素点的滤波像素值组成滤波后图像，并将所述滤波后图像替换所述现场锐化图像发送给所述灰度解析设备；

其中，在所述滤波执行设备中，基于各个领域像素值以及各自权重值获取所述目标像素点的滤波像素值包括：计算各个领域像素值的各自权重值之和以作为权重和，计算每一个领域像素值和其权重值的乘积以作为领域像素点乘积，将各个领域像素点的领域像素点乘积相加以获得像素累计值，将所述像素累计值除以所述权重和以确定所述目标像素点的滤波像素值；

其中，所述条纹分析设备还用于在确定不存在条纹噪声时，发出条纹未获取信号；

其中，所述滤波执行设备还用于在接收到所述条纹未获取信号时，直接将所述现场锐化图像作为所述滤波后图像替换所述现场锐化图像发送给所述灰度解析设备。

根据本发明实施方案示出的智能化道路信息分析方法包括：

使用灰度解析设备，设置道路一侧的竖杆上，与现场锐化设备连接，用于获取现场锐化图像，并对所述现场锐化图像的各个像素点的各个灰度值进行从小到大的顺序排序以获得对应的灰度值序列，将其中中央序号的灰度值作为参考灰度值输出；

使用信号映射设备，与所述灰度解析设备连接，用于确定与所述参考灰度值成反比的道路污染等级，并基于所述道路污染等级确定对应的环保工人数量；

使用时分双工通信接口，与所述信号映射设备连接，用于将确定的环保工人数量发送给远端的环保管理服务器；

使用电子眼捕获机构，设置道路一侧的竖杆上，用于未检测到车声时，启动对道路的图像捕获动作，以获得对应的道路捕获图像；

所述电子眼捕获机构包括声音检测设备、声音分析设备和捕获执行设备；

使用信号处理设备，与所述电子眼捕获机构连接，用于接收所述道路捕获图像，对所述道路捕获图像所在图像序列的帧率进行提取，以获得对应的当前帧率，并输出所述当前帧率；

使用等级辨识设备，与所述信号处理设备连接，用于接收所述当前帧率，并确定与所述当前帧率成正比的帧率等级，输出所述帧率等级；

使用供电选择设备，分别与所述信号处理设备和所述等级辨识设备连接，用于在接收到的帧率等级大于预设等级阈值时，为谐波均值滤波设备提供电力供应，还用于在接收到的帧率等级小于等于所述预设等级阈值时，为统计排序滤波设备提供电力供应；

使用谐波均值滤波设备，分别与所述供电选择设备和所述信号处理设备连接，用于在通电状态下对接收到的道路捕获图像执行谐波均值滤波处理，以获得并输出相应的即时滤波图像；

使用统计排序滤波设备，分别与所述供电选择设备和所述信号处理设备连接，用于在通电状态下对接收到的道路捕获图像执行统计排序滤波处理，以获得并输出相应的即时滤波图像；

使用现场锐化设备，分别与所述谐波均值滤波设备和所述统计排序滤波设备连接，用于对所述谐波均值滤波设备或所述统计排序滤波设备发送的即时滤波图像执行基于空域微分法的锐化处理，以获得并输出相应的现场锐化图像；

其中，所述供电选择设备还用于在接收到的帧率等级大于预设等级阈值时，停止为谐波均值滤波设备提供电力供应；

其中，所述供电选择设备还用于在接收到的帧率等级小于等于所述预设等级阈值时，停止为统计排序滤波提供电力供应。

接着，继续对本发明的智能化道路信息分析方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述智能化道路信息分析方法中：

所述信号处理设备和所述等级辨识设备分别采用不同型号的通用阵列逻辑器件来实现；

其中，所述现场锐化设备、所述谐波均值滤波设备和所述统计排序滤波设备共用同一电源设备。

所述智能化道路信息分析方法还可以包括：

使用条纹分析设备，与所述现场锐化设备连接，用于接收所述现场锐化图像，对所述现场锐化图像进行条纹分析，以确定所述现场锐化图像中是否存在条纹噪声，并在确定存在条纹噪声时，发出条纹获取信号；

使用窗口提取设备，与所述条纹分析设备连接，用于基于所述条纹噪声的幅值提取领域窗口的大小，其中，所述条纹噪声的幅值越大，提取的领域窗口越大。

所述智能化道路信息分析方法还可以包括：

使用MMC存储卡，用于存储非条纹权重值和条纹权重值，所述非条纹权重值为领域窗口中像素点未在条纹区域时被赋予的权重值，所述条纹权重值为领域窗口中像素点在条纹区域时被赋予的权重值，所述非条纹权重值是所述条纹权重值的倍数；

使用滤波执行设备，分别与所述条纹分析设备、所述窗口提取设备和所述MMC存储卡连接，用于在接收到所述条纹获取信号时，对所述现场锐化图像中的每一个像素点进行以下滤波动作：将所述像素点作为目标像素点并获取其像素值，基于所述窗口提取设备提取的领域窗口确定所述现场锐化图像中所述目标像素点的各个领域像素点的各个领域像素值，确定各个领域像素值是否位于条纹区域，当领域像素值位于条纹区域时，被赋予条纹权重值，当领域像素值未位于条纹区域时，被赋予非条纹权重值，基于各个领域像素值以及各自权重值获取所述目标像素点的滤波像素值。

所述智能化道路信息分析方法还可以包括：

使用图像输出设备，分别与所述灰度解析设备和所述滤波执行设备连接，用于基于所述现场锐化图像中的每一个像素点的滤波像素值组成滤波后图像，并将所述滤波后图像替换所述现场锐化图像发送给所述灰度解析设备；

其中，在所述滤波执行设备中，基于各个领域像素值以及各自权重值获取所述目标像素点的滤波像素值包括：计算各个领域像素值的各自权重值之和以作为权重和，计算每一个领域像素值和其权重值的乘积以作为领域像素点乘积，将各个领域像素点的领域像素点乘积相加以获得像素累计值，将所述像素累计值除以所述权重和以确定所述目标像素点的滤波像素值；

其中，所述条纹分析设备还用于在确定不存在条纹噪声时，发出条纹未获取信号；

其中，所述滤波执行设备还用于在接收到所述条纹未获取信号时，直接将所述现场锐化图像作为所述滤波后图像替换所述现场锐化图像发送给所述灰度解析设备。

另外，时分双工是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收和传送信道。移动通信目前正向第三代发展，中国于1997年6月提交了第三代移动通信标准草案(TD-SCDMA)，其TDD模式及智能天线新技术等特色受到高度评价并成三个主要候选标准之一。在第一代和第二代移动通信系统中FDD模式一统天下，TDD模式没有引起重视。但由于新业务的需要和新技术的发展，以及TDD模式的许多优势，TDD模式将日益受到重视。

时分双工的工作原理如下：TDD是一种通信系统的双工方式，在移动通信系统中用于分离接收与传送信道(或上下行链路)。TDD模式的移动通信系统中接收和传送是在同一频率信道即载波的不同时隙，用保证时间来分离接收与传送信道；而FDD模式的移动通信系统的接收和传送是在分离的两个对称频率信道上，用保证频段来分离接收与传送信道。

采用不同双工模式的移动通信系统特点与通信效益是不同的。TDD模式的移动通信系统中上下行信道用同样的频率，因而具有上下行信道的互惠性，这给TDD模式的移动通信系统带来许多优势。

在TDD模式中，上行链路和下行链路中信息的传输可以在同一载波频率上进行，即上行链路中信息的传输和下行链路中信息的传输是在同一载波上通过时分实现的。

最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。

所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (5)

1.一种智能化道路信息分析方法，其特征在于，所述方法包括：

使用灰度解析设备，设置道路一侧的竖杆上，与现场锐化设备连接，用于获取现场锐化图像，并对所述现场锐化图像的各个像素点的各个灰度值进行从小到大的顺序排序以获得对应的灰度值序列，将其中中央序号的灰度值作为参考灰度值输出；

使用信号映射设备，与所述灰度解析设备连接，用于确定与所述参考灰度值成反比的道路污染等级，并基于所述道路污染等级确定对应的环保工人数量；

使用时分双工通信接口，与所述信号映射设备连接，用于将确定的环保工人数量发送给远端的环保管理服务器；

使用电子眼捕获机构，设置道路一侧的竖杆上，用于未检测到车声时，启动对道路的图像捕获动作，以获得对应的道路捕获图像；

所述电子眼捕获机构包括声音检测设备、声音分析设备和捕获执行设备；

使用信号处理设备，与所述电子眼捕获机构连接，用于接收所述道路捕获图像，对所述道路捕获图像所在图像序列的帧率进行提取，以获得对应的当前帧率，并输出所述当前帧率；

使用等级辨识设备，与所述信号处理设备连接，用于接收所述当前帧率，并确定与所述当前帧率成正比的帧率等级，输出所述帧率等级；

使用供电选择设备，分别与所述信号处理设备和所述等级辨识设备连接，用于在接收到的帧率等级大于预设等级阈值时，为谐波均值滤波设备提供电力供应，还用于在接收到的帧率等级小于等于所述预设等级阈值时，为统计排序滤波设备提供电力供应；

使用谐波均值滤波设备，分别与所述供电选择设备和所述信号处理设备连接，用于在通电状态下对接收到的道路捕获图像执行谐波均值滤波处理，以获得并输出相应的即时滤波图像；

使用统计排序滤波设备，分别与所述供电选择设备和所述信号处理设备连接，用于在通电状态下对接收到的道路捕获图像执行统计排序滤波处理，以获得并输出相应的即时滤波图像；

使用现场锐化设备，分别与所述谐波均值滤波设备和所述统计排序滤波设备连接，用于对所述谐波均值滤波设备或所述统计排序滤波设备发送的即时滤波图像执行基于空域微分法的锐化处理，以获得并输出相应的现场锐化图像；

其中，所述供电选择设备还用于在接收到的帧率等级大于预设等级阈值时，停止为谐波均值滤波设备提供电力供应；

其中，所述供电选择设备还用于在接收到的帧率等级小于等于所述预设等级阈值时，停止为统计排序滤波提供电力供应。

2.如权利要求1所述的智能化道路信息分析方法，其特征在于：

所述信号处理设备和所述等级辨识设备分别采用不同型号的通用阵列逻辑器件来实现；

其中，所述现场锐化设备、所述谐波均值滤波设备和所述统计排序滤波设备共用同一电源设备。

3.如权利要求2所述的智能化道路信息分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

使用条纹分析设备，与所述现场锐化设备连接，用于接收所述现场锐化图像，对所述现场锐化图像进行条纹分析，以确定所述现场锐化图像中是否存在条纹噪声，并在确定存在条纹噪声时，发出条纹获取信号；

使用窗口提取设备，与所述条纹分析设备连接，用于基于所述条纹噪声的幅值提取领域窗口的大小，其中，所述条纹噪声的幅值越大，提取的领域窗口越大。

4.如权利要求3所述的智能化道路信息分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

使用MMC存储卡，用于存储非条纹权重值和条纹权重值，所述非条纹权重值为领域窗口中像素点未在条纹区域时被赋予的权重值，所述条纹权重值为领域窗口中像素点在条纹区域时被赋予的权重值，所述非条纹权重值是所述条纹权重值的倍数；

使用滤波执行设备，分别与所述条纹分析设备、所述窗口提取设备和所述MMC存储卡连接，用于在接收到所述条纹获取信号时，对所述现场锐化图像中的每一个像素点进行以下滤波动作：将所述像素点作为目标像素点并获取其像素值，基于所述窗口提取设备提取的领域窗口确定所述现场锐化图像中所述目标像素点的各个领域像素点的各个领域像素值，确定各个领域像素值是否位于条纹区域，当领域像素值位于条纹区域时，被赋予条纹权重值，当领域像素值未位于条纹区域时，被赋予非条纹权重值，基于各个领域像素值以及各自权重值获取所述目标像素点的滤波像素值。

5.如权利要求4所述的智能化道路信息分析方法，其特征在于，所述方法还包括：

使用图像输出设备，分别与所述灰度解析设备和所述滤波执行设备连接，用于基于所述现场锐化图像中的每一个像素点的滤波像素值组成滤波后图像，并将所述滤波后图像替换所述现场锐化图像发送给所述灰度解析设备；

其中，在所述滤波执行设备中，基于各个领域像素值以及各自权重值获取所述目标像素点的滤波像素值包括：计算各个领域像素值的各自权重值之和以作为权重和，计算每一个领域像素值和其权重值的乘积以作为领域像素点乘积，将各个领域像素点的领域像素点乘积相加以获得像素累计值，将所述像素累计值除以所述权重和以确定所述目标像素点的滤波像素值；

其中，所述条纹分析设备还用于在确定不存在条纹噪声时，发出条纹未获取信号；

其中，所述滤波执行设备还用于在接收到所述条纹未获取信号时，直接将所述现场锐化图像作为所述滤波后图像替换所述现场锐化图像发送给所述灰度解析设备。