CN112606894B - 间距现场检测平台 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种间距现场检测平台，包括：雪橇主结构，包括左侧滑板、右侧滑板、横梁和托架，所述横梁水平布置在所述左侧滑板的板尖和所述右侧滑板的板尖之间，所述托架位于所述左侧滑板和所述右侧滑板之间，用于负载人员和物件；内容判断设备，用于在接收到的椒盐处理图像中存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行受阻信号，否则，发出前行畅通信号。本发明的间距现场检测平台运行稳定、操控可靠。由于能够在雪橇行驶过程中，对前方是否存在间距过小的两棵树进行在线辨识和异常通知，从而方便雪橇驾驶人员及时变道以减少雪橇被卡在树林之间的概率。

Description

间距现场检测平台
技术领域
本发明涉及雪橇控制领域，尤其涉及一种间距现场检测平台。
背景技术
雪橇是一种雪地运动器材，起源于瑞士，流行于在欧洲、北美和亚洲。最初为木制，后来出现金属制作。1884年英国举行首次雪橇公开赛。雪橇，雪上运动器材。用木料或金属制成。种类繁多，一般有无舵、有舵、单撬、宽撬、骑式、卧式、连模、牵引、电动、风帆等类型。
无舵雪橇为木制，底部滑板为金属。一对平行的滑板宽不超过45cm。滑板前翅都允许保持一定的弹性，但不得装操纵滑板的舵和制动器。单座重不超过20kg，双座重不超过22kg。有舵雪橇用金属制成，前部是一对活的舵板，其上部与方向盘相接。并装有固定的流线型罩。尾下部安装刹车制动器。双人雪橇长270cm，宽67cm，包括人的体重不超过375kg。四人雪橇长380cm，宽67cm，包括人的体重不超过630kg。如重量不足，可携带其它加重物给予补足。
爱斯基摩人北极地区的土著民族一般养狗，用来拉雪橇。雪橇，雪上运动器材。用木料或金属制成。种类繁多，一般有无舵、有舵、单撬、宽撬、骑式、卧式、连模、牵引、电动、风帆等类型。无舵雪橇为木制，底部滑板为金属。一对平行的滑板宽不超过45cm。滑板前翅都允许保持一定的弹性，但不得装操纵滑板的舵和制动器。单座重不超过20kg，双座重不超过22kg。有舵雪橇用金属制成，前部是一对活的舵板，其上部与方向盘相接。并装有固定的流线型罩。尾下部安装刹车制动器。双人雪橇长270cm，宽67cm，包括人的体重不超过375kg。四人雪橇长380cm，宽67cm，包括人的体重不超过630kg。如重量不足，可携带其它加重物给予补足。爱斯基摩人北极地区的土著民族一般养狗，用来拉雪橇。
目前，在驾驶雪橇行驶在雪地的过程中，无论是平原环境还是山地环境，都有可能出现树林或者森林交错出现在通行路径上，树林间距成为是否能够继续通行的关键要素。在积雪较少的情况下，尚存在不少参照物供驾驶人员判断能够有效通行在树林或者森林之间，在积雪较多的情况下，尤其在较高速度的行驶过程中，很难进行高精度的树林间距的人工判断，导致驾驶人员经常犹豫在继续前行或者改变路线的两种选择之间。
发明内容
为了解决相关领域的技术问题，本发明提供了一种间距现场检测平台，能够在雪橇行驶过程中，对前方是否存在间距过小的两棵树进行在线辨识和异常通知，从而方便雪橇驾驶人员及时变道以减少雪橇被卡在树林之间的概率。
为此，本发明需要具备以下两处重要的发明点：
（1）在检测到雪橇前方两棵树之间间距过小时，触发前行受阻信号的发送以减少雪橇被卡在树林之间的概率；
（2）采用基于树体目标的景深数据和相隔像素数量等视觉参数对雪橇前方是否存在间距过小的两棵树进行现场辨识。
根据本发明的一方面，提供了一种间距现场检测平台，所述平台包括：
雪橇主结构，包括左侧滑板、右侧滑板、横梁和托架，所述横梁水平布置在所述左侧滑板的板尖和所述右侧滑板的板尖之间；
其中，所述托架位于所述左侧滑板和所述右侧滑板之间，用于负载人员和物件。
更具体地，根据本发明的间距现场检测平台中，所述平台还包括：
定向抓拍设备，设置在所述横梁的中央位置，用于对所述雪橇主结构的前方执行即时抓拍处理，以获得雪橇前方图像。
更具体地，根据本发明的间距现场检测平台中，所述平台还包括：
椒盐处理机构，与所述定向抓拍设备连接，用于采用中值滤波模式对所述雪橇前方图像执行椒盐噪声的滤除处理，以获得对应的椒盐处理图像；
树体识别设备，与所述椒盐处理机构连接，用于基于各种树体分别对应的各个外形图案从所述椒盐处理图像中识别出每一个树体目标所在的区域；
第一解析机构，与所述树体识别设备连接，用于解析出所述椒盐处理图像中每一个树体目标在所述椒盐处理图像中的景深；
第二解析机构，与所述第一解析机构连接，用于获取所述椒盐处理图像中每两个景深相近的树体目标，对每两个景深相近的树体目标执行以下动作：将所述两个树体目标分别对应的两个景深的均值作为参考景深，将所述两个树体目标在所述椒盐处理图像中相隔的最少的像素点的数量作为参考数量，基于所述参考景深和所述参考数据估算所述两个景深相近的树体目标之间的实体间距；
内容判断设备，与所述第二解析机构连接，用于在所述椒盐处理图像中存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行受阻信号；
其中，所述内容判断设备还用于在所述椒盐处理图像中不存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行畅通信号；
其中，在所述内容判断设备中，所述预设距离阈值为所述雪橇主结构的水平方向最宽处的宽度。
根据本发明的另一方面，还提供了一种间距现场检测方法，所述方法包括使用一种如上述的间距现场检测平台，用于对雪橇前方是否存在间距过小的景深相近的两个树体目标进行现场辨识和异常通知。
本发明的间距现场检测平台运行稳定、操控可靠。由于能够在雪橇行驶过程中，对前方是否存在间距过小的两棵树进行在线辨识和异常通知，从而方便雪橇驾驶人员及时变道以减少雪橇被卡在树林之间的概率。
具体实施方式
下面将对本发明的间距现场检测平台的实施方案进行详细说明。
机器视觉检测的特点是提高生产的柔性和自动化程度。在一些不适合于人工作业的危险工作环境或人工视觉难以满足要求的场合，常用机器视觉来替代人工视觉；同时在大批量工业生产过程中，用人工视觉检查产品质量效率低且精度不高，用机器视觉检测方法可以大大提高生产效率和生产的自动化程度。而且机器视觉易于实现信息集成，是实现计算机集成制造的基础技术。
照明是影响机器视觉系统输入的重要因素，它直接影响输入数据的质量和应用效果。由于没有通用的机器视觉照明设备，所以针对每个特定的应用实例，要选择相应的照明装置，以达到最佳效果。光源可分为可见光和不可见光。常用的几种可见光源是白炽灯、日光灯、水银灯和钠光灯。可见光的缺点是光能不能保持稳定。如何使光能在一定的程度上保持稳定，是实用化过程中急需要解决的问题。另一方面，环境光有可能影响图像的质量，所以可采用加防护屏的方法来减少环境光的影响。照明系统按其照射方法可分为：背向照明、前向照明、结构光和频闪光照明等。其中，背向照明是被测物放在光源和摄像机之间，它的优点是能获得高对比度的图像。前向照明是光源和摄像机位于被测物的同侧，这种方式便于安装。结构光照明是将光栅或线光源等投射到被测物上，根据它们产生的畸变，解调出被测物的三维信息。频闪光照明是将高频率的光脉冲照射到物体上，摄像机拍摄要求与光源同步。
目前，在驾驶雪橇行驶在雪地的过程中，无论是平原环境还是山地环境，都有可能出现树林或者森林交错出现在通行路径上，树林间距成为是否能够继续通行的关键要素。在积雪较少的情况下，尚存在不少参照物供驾驶人员判断能够有效通行在树林或者森林之间，在积雪较多的情况下，尤其在较高速度的行驶过程中，很难进行高精度的树林间距的人工判断，导致驾驶人员经常犹豫在继续前行或者改变路线的两种选择之间。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种间距现场检测平台，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间距现场检测平台包括：
雪橇主结构，包括左侧滑板、右侧滑板、横梁和托架，所述横梁水平布置在所述左侧滑板的板尖和所述右侧滑板的板尖之间，所述托架位于所述左侧滑板和所述右侧滑板之间，用于负载人员和物件；
定向抓拍设备，设置在所述横梁的中央位置，用于对所述雪橇主结构的前方执行即时抓拍处理，以获得雪橇前方图像；
椒盐处理机构，与所述定向抓拍设备连接，用于采用中值滤波模式对所述雪橇前方图像执行椒盐噪声的滤除处理，以获得对应的椒盐处理图像；
树体识别设备，与所述椒盐处理机构连接，用于基于各种树体分别对应的各个外形图案从所述椒盐处理图像中识别出每一个树体目标所在的区域；
第一解析机构，与所述树体识别设备连接，用于解析出所述椒盐处理图像中每一个树体目标在所述椒盐处理图像中的景深；
第二解析机构，与所述第一解析机构连接，用于获取所述椒盐处理图像中每两个景深相近的树体目标，对每两个景深相近的树体目标执行以下动作：将所述两个树体目标分别对应的两个景深的均值作为参考景深，将所述两个树体目标在所述椒盐处理图像中相隔的最少的像素点的数量作为参考数量，基于所述参考景深和所述参考数据估算所述两个景深相近的树体目标之间的实体间距；
内容判断设备，与所述第二解析机构连接，用于在所述椒盐处理图像中存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行受阻信号；
其中，所述内容判断设备还用于在所述椒盐处理图像中不存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行畅通信号；
其中，在所述内容判断设备中，所述预设距离阈值为所述雪橇主结构的水平方向最宽处的宽度。
接着，继续对本发明的间距现场检测平台的具体结构进行进一步的说明。
所述间距现场检测平台中：
解析出所述椒盐处理图像中每一个树体目标在所述椒盐处理图像中的景深包括：基于所述椒盐处理图像中每一个树体目标占据的各个像素点的各个景深确定所述树体目标在所述椒盐处理图像中的景深。
所述间距现场检测平台中：
基于所述椒盐处理图像中每一个树体目标占据的各个像素点的各个景深确定所述树体目标在所述椒盐处理图像中的景深包括：将所述椒盐处理图像中每一个树体目标占据的各个像素点的各个景深的均值作为所述树体目标在所述椒盐处理图像中的景深。
所述间距现场检测平台中：
基于各种树体分别对应的各个外形图案从所述椒盐处理图像中识别出每一个树体目标所在的区域包括：将所述椒盐处理图像中与某一个树体对应的外形图案的相似度超限的区域作为树体目标所在的区域。
所述间距现场检测平台中还可以包括：
大数据服务器，与所述树体识别设备连接，用于存储各种树体分别对应的各个外形图案。
所述间距现场检测平台中：
所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备由同一块CPLD芯片来实现；
其中，采用所述CPLD芯片中的不同位置的逻辑控制部件分别实现所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备。
所述间距现场检测平台中还可以包括：
NFC配置接口，与所述第一解析机构连接，用于基于NFC通信链路为所述第一解析机构配置各项运行参数。
所述间距现场检测平台中：
所述NFC配置接口还与所述第二解析机构连接，用于基于NFC通信链路为所述第二解析机构配置各项运行参数。
所述间距现场检测平台中：
所述NFC配置接口还与所述内容判断设备连接，用于基于NFC通信链路为所述内容判断设备配置各项运行参数；
其中，在所述NFC配置接口中，所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备具有不同的配置编号，用于在所述NFC配置接口执行运行参数配置时，对所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备进行辨别。
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种间距现场检测方法，所述方法包括使用一种如上述的间距现场检测平台，用于对雪橇前方是否存在间距过小的景深相近的两个树体目标进行现场辨识和异常通知。
另外，在所述间距现场检测平台中，NFC的中文全称为近场通信技术。NFC是在非接触式射频识别即RFID技术的基础上，结合无线互连技术研发而成，它为我们日常生活中越来越普及的各种电子产品提供了一种十分安全快捷的通信方式。NFC中文名称中的“近场”是指临近电磁场的无线电波。 因为无线电波实际上就是电磁波，所以它遵循麦克斯韦方程，电场和磁场在从发射天线传播到接收天线的过程会一直交替进行能量转换，并在进行转换时相互增强，例如我们的手机所使用的无线电信号就是利用这种原理进行传播的，这种方法称作远场通信。而在电磁波10个波长以内，电场和磁场是相互独立的，这时的电场没有多大意义，但磁场却可以用于短距离通讯，人们称之为近场通信。近场通信业务结合了近场通信技术和移动通信技术，实现了电子支付、身份认证、票务、数据交换、防伪、广告等多种功能，是移动通信领域的一种新型业务。近场通信业务增强了移动电话的功能，使用户的消费行为逐步走向电子化，建立了一种新型的用户消费和业务模式。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。
虽然本发明已以实施例揭示如上，但其并非用以限定本发明，任何所属技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，应当可以做出适当的改动和同等替换。因此本发明的保护范围应当以本申请权利要求所界定的范围为准。

Claims (8)

1.一种间距现场检测平台，其特征在于，所述平台包括：
雪橇主结构，包括左侧滑板、右侧滑板、横梁和托架，所述横梁水平布置在所述左侧滑板的板尖和所述右侧滑板的板尖之间；
其中，所述托架位于所述左侧滑板和所述右侧滑板之间，用于负载人员和物件；
定向抓拍设备，设置在所述横梁的中央位置，用于对所述雪橇主结构的前方执行即时抓拍处理，以获得雪橇前方图像；
椒盐处理机构，与所述定向抓拍设备连接，用于采用中值滤波模式对所述雪橇前方图像执行椒盐噪声的滤除处理，以获得对应的椒盐处理图像；
树体识别设备，与所述椒盐处理机构连接，用于基于各种树体分别对应的各个外形图案从所述椒盐处理图像中识别出每一个树体目标所在的区域；
第一解析机构，与所述树体识别设备连接，用于解析出所述椒盐处理图像中每一个树体目标在所述椒盐处理图像中的景深；
第二解析机构，与所述第一解析机构连接，用于获取所述椒盐处理图像中每两个景深相近的树体目标，对每两个景深相近的树体目标执行以下动作：将所述两个树体目标分别对应的两个景深的均值作为参考景深，将所述两个树体目标在所述椒盐处理图像中相隔的最少的像素点的数量作为参考数量，基于所述参考景深和所述参考数量估算所述两个景深相近的树体目标之间的实体间距；
内容判断设备，与所述第二解析机构连接，用于在所述椒盐处理图像中存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行受阻信号；
其中，所述内容判断设备还用于在所述椒盐处理图像中不存在实体间距小于等于预设距离阈值的两个景深相近的树体目标时，发出前行畅通信号；
其中，在所述内容判断设备中，所述预设距离阈值为所述雪橇主结构的水平方向最宽处的宽度；
其中，解析出所述椒盐处理图像中每一个树体目标在所述椒盐处理图像中的景深包括：基于所述椒盐处理图像中每一个树体目标占据的各个像素点的各个景深确定所述树体目标在所述椒盐处理图像中的景深；
其中，基于所述椒盐处理图像中每一个树体目标占据的各个像素点的各个景深确定所述树体目标在所述椒盐处理图像中的景深包括：将所述椒盐处理图像中每一个树体目标占据的各个像素点的各个景深的均值作为所述树体目标在所述椒盐处理图像中的景深。
2.如权利要求1所述的间距现场检测平台，其特征在于：
基于各种树体分别对应的各个外形图案从所述椒盐处理图像中识别出每一个树体目标所在的区域包括：将所述椒盐处理图像中与某一个树体对应的外形图案的相似度超限的区域作为树体目标所在的区域。
3.如权利要求2所述的间距现场检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
大数据服务器，与所述树体识别设备连接，用于存储各种树体分别对应的各个外形图案。
4.如权利要求3所述的间距现场检测平台，其特征在于：
所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备由同一块CPLD芯片来实现；
其中，采用所述CPLD芯片中的不同位置的逻辑控制部件分别实现所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备。
5.如权利要求4所述的间距现场检测平台，其特征在于，所述平台还包括：
NFC配置接口，与所述第一解析机构连接，用于基于NFC通信链路为所述第一解析机构配置各项运行参数。
6.如权利要求5所述的间距现场检测平台，其特征在于：
所述NFC配置接口还与所述第二解析机构连接，用于基于NFC通信链路为所述第二解析机构配置各项运行参数。
7.如权利要求6所述的间距现场检测平台，其特征在于：
所述NFC配置接口还与所述内容判断设备连接，用于基于NFC通信链路为所述内容判断设备配置各项运行参数；
其中，在所述NFC配置接口中，所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备具有不同的配置编号，用于在所述NFC配置接口执行运行参数配置时，对所述第一解析机构、所述第二解析机构和所述内容判断设备进行辨别。
8.一种间距现场检测方法，所述方法包括提供一种如权利要求1-7任一所述的间距现场检测平台，用于对雪橇前方是否存在间距过小的景深相近的两个树体目标进行现场辨识和异常通知。
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