CN205507804U - 基于控制柜的环卫人员智能化分配系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种基于控制柜的环卫人员智能化分配系统，包括柜体、悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片，悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片都设置在柜体上，CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片用于确定控制柜所在位置的行人数量，其中，行人数量决定控制柜所在位置的环卫人员的分配数量。通过本实用新型，能够为城市交通路口处的环卫人员的数量分配提供重要参考数据。

Description

基于控制柜的环卫人员智能化分配系统

技术领域

本实用新型涉及控制柜领域，尤其涉及一种基于控制柜的环卫人员智能化分配系统。

背景技术

环境一词含义十分广泛，从医学的角度说，环境是指人体以外的物质因素和物质条件。它包括人类赖以生存的自然环境，如大气圈、水圈、土壤圈、岩石圈和生物圈；还包括人类生活居住的社会环境。

影响人体健康的环境因素，可分为三大类：物理性因素(如噪声、震动、放射性物质、射频辐射等)；化学性因素(如有毒化学物质、重金属、农药等)和生物性因素(如细菌、病毒、寄生虫等)。它们可通过各种途径、进入空气、水体、土壤和居住环境危害人体健康，其中以化学性因素最为重要。

每一座城市都有专门的环卫部门对城市空间环境的卫生负责，一般表现为对各个城市位置派遣预设数量的环卫工人进行市容的打扫和整洁，其中，由于来往车辆和行人数量众多，城市内的各个交通路口是环卫部门重点关注的对象，派遣的劳动力也最多。然而当前存在的问题是，环卫部门不确定派遣到各个交通路口的具体环卫工人数量。

现有技术中，环卫部门一般按照历史经验决定派遣到城市内各个交通路口的具体环卫工人的数量，然而，由于每一个交通路口处的来往车辆和行人数量是实时变化的，过度依赖历史经验的结果是，有可能来往车辆和行人众多，堆积的各种废弃物很多，但派遣劳力不足，也有可能来往车辆和行人少于平常，堆积的各种废弃物很少，但派遣劳力过剩，前者容易导致市容不整洁，后者容易导致环卫部门运营成本的增加。

因此，需要一种新的环卫部门派遣劳力控制方案，能够检测出每一个交通路段的实时人流数量，以判断出附近的清洁指数，实现环卫部门派遣劳力数量的自适应控制，从而避免城市环卫服务资源浪费的情况发生，同时也避免城市环卫服务资源不足的情况发生。

实用新型内容

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种基于控制柜的环卫人员智能化分配系统，对现有的交通路口处的控制柜进行结构改造，引入有针对性的图像识别设备和无线通信设备以实现人流数据的采集和通信，将交通路口处的实时人流数据无线传输到劳务分配设备，并引入劳务分配设备以确定派遣到交通路口地址附近的环卫服务站点的环卫人员数量。

根据本实用新型的一方面，提供了一种基于控制柜的环卫人员智能化分配系统，所述分配系统包括柜体、悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片，悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片都设置在柜体上，CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片用于确定控制柜所在位置的行人数量，其中，行人数量决定控制柜所在位置的环卫人员的分配数量。

更具体地，在所述基于控制柜的环卫人员智能化分配系统中，包括：控制柜主体，包括柜体、悬挂式结构和控制柜通信设备；柜体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板；悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在柜体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和柜体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对柜体的悬挂式安装；亮度传感器，嵌入在柜体外表面上，用于检测环境亮度，根据环境亮度确定并输出对应的环境亮度等级；CMOS视觉传感器，嵌入在柜体外表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得高清路口图像，高清路口图像的分辨率为3840×2160；TF存储卡，设置在柜体内，用于预先存储多个基准亮度路口图像，每一个基准亮度路口图像对应一个环境亮度等级，每一个基准亮度路口图像为在对应环境亮度等级下CMOS视觉传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，TF存储卡还用于预先存储预设差值阈值、基准边缘特征、基准线性特征、基准中心特征、基准对角特征和交通路口地址，基准边缘特征、基准线性特征、基准中心特征和基准对角特征为对基准行人图像进行Haar小波变换后提取获得；背景选择设备，设置在柜体内，与亮度传感器和TF存储卡分别连接，基于当前时刻亮度传感器输出的环境亮度等级在TF存储卡中寻找对应的基准亮度路口图像并作为目标背景图像输出；背景复杂度检测设备，设置在柜体内，与CMOS视觉传感器连接，用于接收高清路口图像，并计算高清路口图像中像素颜色变化的剧烈程度以作为背景复杂度输出；运动区域检测设备，设置在柜体内，与CMOS视觉传感器、TF存储卡、背景选择设备和背景复杂度检测设备分别连接，基于背景复杂度确定第一权重值和第二权重值，第一权重值和第二权重值之和为1，背景复杂度越大，第一权重值越小，第二权重值越大，通过CMOS视觉传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，第一权重值与第一绝对值相乘以获得第一乘积，第二权重值与第二绝对值相乘以获得第二乘积，当第一乘积与第二乘积都是非零且第一乘积与第二乘积之间的差值的绝对值小于预设差值阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成；图像形态学处理设备，设置在柜体内，与运动区域检测设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像；小波变换设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，对每一个整形子图像执行Haar小波变换，以提取出每一个整形子图像的边缘特征、线性特征、中心特征和对角特征；凌阳SPCE061A芯片，设置在柜体内，与小波变换设备和TF存储卡分别连接，将每一个整形子图像的边缘特征、线性特征、中心特征和对角特征分别与基准边缘特征、基准线性特征、基准中心特征和基准对角特征进行比较，当四个比较结果皆为匹配时，对应的整形子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出；控制柜通信设备嵌入在柜体外表面上，与凌阳SPCE061A芯片和TF存储卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，用于基于行人数量确定客流指数，并通过无线通信链路发送客流指数和交通路口地址；劳务分配设备，设置在远端，用于通过无线通信链路接收客流指数和交通路口地址，基于客流指数确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的环卫人员数量，并基于交通路口地址将确定的环卫人员数量通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的环卫服务站点。

更具体地，在所述基于控制柜的环卫人员智能化分配系统中：劳务分配设备包括环卫服务通信接口和环卫服务控制器。

更具体地，在所述基于控制柜的环卫人员智能化分配系统中：环卫服务通信接口用于通过无线通信链路接收行人数量和交通路口地址。

更具体地，在所述基于控制柜的环卫人员智能化分配系统中：环卫服务控制器与环卫服务通信接口连接，用于基于行人数量确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的环卫人员数量，并基于交通路口地址将确定的环卫人员数量通过环卫服务通信接口发送给交通路口地址附近的环卫服务站点。

更具体地，在所述基于控制柜的环卫人员智能化分配系统中：劳务分配设备被设置在城市环卫部门位置。

更具体地，在所述基于控制柜的环卫人员智能化分配系统中：行人数量越多，客流指数越大，交通路口地址的清洁指数越小，派遣交通路口地址的环卫人员数越多。

附图说明

以下将结合附图对本实用新型的实施方案进行描述，其中：

图1为根据本实用新型实施方案示出的基于控制柜的环卫人员智能化分配系统的结构方框图。

附图标记：1柜体；2悬挂式结构；3控制柜通信设备；4 CMOS视觉传感器；5凌阳SPCE061A芯片

具体实施方式

下面将参照附图对本实用新型的基于控制柜的环卫人员智能化分配系统的实施方案进行详细说明。

环境对人体健康的影响主要有以下三类：①环境所致的生物地球化学性疾病，是水、土中某些微量元素过多或缺乏引起的健康效应。现已明确能引起这类疾病的元素有钴、铜、镍、硼、铅、氟、碘、砷、锌等10余种，其中以碘和氟的分布最广，引起地方性氟病和地方性甲状腺肿。②环境污染对人体所造成的急性和慢性损害。有的形成公害病，有的对污染区的人群产生急性中毒和死亡，有的对人群健康产生慢性作用，导致人群对某些疾病的敏感性增强，使居民中一些常见病和多发病的发病率和死亡率增加。③环境污染对人体健康造成的远期危害。主要包括致癌作用、致突变作用和致畸作用三种。

为了避免环境恶化对城市居民的影响，每一个城市都设置了环卫部门对城市的环境卫生进行系统管理，负责城市环境卫生管理的部门是城市环卫部门，由分布在各个位置的环卫站点组成，然而现有技术中的各个位置的环卫站点的派遣劳力数量难以控制，很容易出现派遣劳力过多或过少的情况发生。

为了克服上述不足，本实用新型搭建了一种基于控制柜的环卫人员智能化分配系统，在每一个交通路口的现有控制柜进行结构改造和优化，增加数据采集功能和数据通信功能以实现对交通路口处的人流数量的实时采集和传送，并引入劳务分配设备以实现对城市内部各个环卫站点的基于实时人流数量的劳力派遣控制。

图1为根据本实用新型实施方案示出的基于控制柜的环卫人员智能化分配系统的结构方框图，所述分配系统包括柜体、悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片，悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片都设置在柜体上，CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片用于确定控制柜所在位置的行人数量，其中，行人数量决定控制柜所在位置的环卫人员的分配数量。

接着，继续对本实用新型的基于控制柜的环卫人员智能化分配系统的具体结构进行进一步的说明。

所述分配系统包括：控制柜主体，包括柜体、悬挂式结构和控制柜通信设备；柜体采用厚度为1.5毫米的冷轧钢板并具有加筋板和肋板。

悬挂式结构包括悬挂安装支承、悬挂槽钢、垫块、垫片和方头螺钉，悬挂安装支承为凹槽型钢结构，倒扣在柜体顶壁上，垫块位于悬挂安装支承和柜体顶壁之间，悬挂槽钢为一侧立式U型钢结构，位于悬挂安装支承上方，由上部钢条、下部钢条和纵向钢条组成，方头螺钉用于连接悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条，垫片位于悬挂安装支承和悬挂槽钢的下部钢条之间，悬挂槽钢的上部钢条固定在悬挂平台上以实现对柜体的悬挂式安装。

所述分配系统包括：亮度传感器，嵌入在柜体外表面上，用于检测环境亮度，根据环境亮度确定并输出对应的环境亮度等级。

所述分配系统包括：CMOS视觉传感器，嵌入在柜体外表面上，用于对交通路口进行拍摄，以获得高清路口图像，高清路口图像的分辨率为3840×2160。

所述分配系统包括：TF存储卡，设置在柜体内，用于预先存储多个基准亮度路口图像，每一个基准亮度路口图像对应一个环境亮度等级，每一个基准亮度路口图像为在对应环境亮度等级下CMOS视觉传感器对交通路口在无任何行人状态下进行预先拍摄所获得的图像，TF存储卡还用于预先存储预设差值阈值、基准边缘特征、基准线性特征、基准中心特征、基准对角特征和交通路口地址，基准边缘特征、基准线性特征、基准中心特征和基准对角特征为对基准行人图像进行Haar小波变换后提取获得。

所述分配系统包括：背景选择设备，设置在柜体内，与亮度传感器和TF存储卡分别连接，基于当前时刻亮度传感器输出的环境亮度等级在TF存储卡中寻找对应的基准亮度路口图像并作为目标背景图像输出；背景复杂度检测设备，设置在柜体内，与CMOS视觉传感器连接，用于接收高清路口图像，并计算高清路口图像中像素颜色变化的剧烈程度以作为背景复杂度输出。

所述分配系统包括：运动区域检测设备，设置在柜体内，与CMOS视觉传感器、TF存储卡、背景选择设备和背景复杂度检测设备分别连接，基于背景复杂度确定第一权重值和第二权重值，第一权重值和第二权重值之和为1，背景复杂度越大，第一权重值越小，第二权重值越大，通过CMOS视觉传感器接收当前时刻的高清路口图像和当前时刻下一秒的高清路口图像，分别作为第一高清路口图像和第二高清路口图像，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去第二高清路口图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第一绝对值，将第一高清路口图像的每一个像素的灰度值减去目标背景图像中对应位置的像素的灰度值并取绝对值以获得第二绝对值，第一权重值与第一绝对值相乘以获得第一乘积，第二权重值与第二绝对值相乘以获得第二乘积，当第一乘积与第二乘积都是非零且第一乘积与第二乘积之间的差值的绝对值小于预设差值阈值时，第一高清路口图像的对应像素被确定为运动像素，否则，第一高清路口图像的对应像素被确定为静止像素，将第一高清路口图像中所有运动像素组成的图像作为运动图像输出，运动图像由一个或多个运动区域组成。

所述分配系统包括：图像形态学处理设备，设置在柜体内，与运动区域检测设备连接，用于接收运动图像，并对每一个运动区域进行去噪处理以获得去噪子图像，填补去噪子图像内部空洞并连接去噪子图像内的断点以获得整形子图像，输出一个或多个整形子图像。

所述分配系统包括：小波变换设备，设置在柜体内，与图像形态学处理设备连接，对每一个整形子图像执行Haar小波变换，以提取出每一个整形子图像的边缘特征、线性特征、中心特征和对角特征。

所述分配系统包括：凌阳SPCE061A芯片，设置在柜体内，与小波变换设备和TF存储卡分别连接，将每一个整形子图像的边缘特征、线性特征、中心特征和对角特征分别与基准边缘特征、基准线性特征、基准中心特征和基准对角特征进行比较，当四个比较结果皆为匹配时，对应的整形子图像被确定为行人子图像，计算行人子图像的个数并作为行人数量输出。

控制柜通信设备嵌入在柜体外表面上，与凌阳SPCE061A芯片和TF存储卡分别连接，接收行人数量和交通路口地址，用于基于行人数量确定客流指数，并通过无线通信链路发送客流指数和交通路口地址。

所述分配系统包括：劳务分配设备，设置在远端，用于通过无线通信链路接收客流指数和交通路口地址，基于客流指数确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的环卫人员数量，并基于交通路口地址将确定的环卫人员数量通过无线通信链路发送给交通路口地址附近的环卫服务站点。

可选地，在所述分配系统中：劳务分配设备包括环卫服务通信接口和环卫服务控制器；环卫服务通信接口用于通过无线通信链路接收行人数量和交通路口地址；环卫服务控制器与环卫服务通信接口连接，用于基于行人数量确定交通路口地址的清洁指数，基于交通路口地址的清洁指数进一步确定派遣交通路口地址的环卫人员数量，并基于交通路口地址将确定的环卫人员数量通过环卫服务通信接口发送给交通路口地址附近的环卫服务站点；劳务分配设备被设置在城市环卫部门位置；行人数量越多，客流指数越大，交通路口地址的清洁指数越小，派遣交通路口地址的环卫人员数越多。

另外，CMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)，中文学名为互补金属氧化物半导体，他本是计算机系统内一种重要的芯片，保存了系统引导最基本的资料。CMOS的制造技术和一般计算机芯片没什么差别，主要是利用硅和锗这两种元素所做成的半导体，使其在CMOS上共存着带N(带-电)和P(带+电)级的半导体，这两个互补效应所产生的电流即可被处理芯片纪录和解读成影像。后来发现CMOS经过加工也可以作为数码摄影中的图像传感器。

对于独立于电网的便携式应用而言，以低功耗特性而著称的CMOS技术具有一个明显的优势：CMOS图像传感器是针对5V和3.3V电源电压而设计的。而CCD芯片则需要大约12V的电源电压，因此不得不采用一个电压转换器，从而导致功耗增加。在总功耗方面，把控制和系统功能集成到CMOS传感器中将带来另一个好处：他去除了与其他半导体元件的所有外部连接线。其高功耗的驱动器如今已遭弃用，这是因为在芯片内部进行通信所消耗的能量要比通过PCB或衬底的外部实现方式低得多。

CMOS传感器也可细分为被动式像素传感器(Passive Pixel SensorCMOS)与主动式像素传感器(Active Pixel Sensor CMOS)。

被动式像素传感器(Passive Pixel Sensor，简称PPS)，又叫无源式像素传感器，他由一个反向偏置的光敏二极管和一个开关管构成。光敏二极管本质上是一个由P型半导体和N型半导体组成的PN结，他可等效为一个反向偏置的二极管和一个MOS电容并联。当开关管开启时，光敏二极管与垂直的列线(Column bus)连通。位于列线末端的电荷积分放大器读出电路(Charge integrating amplifier)保持列线电压为一常数，当光敏二极管存贮的信号电荷被读出时，其电压被复位到列线电压水平，与此同时，与光信号成正比的电荷由电荷积分放大器转换为电荷输出。

主动式像素传感器(Active Pixel Sensor，简称APS)，又叫有源式像素传感器。几乎在CMOS PPS像素结构实用新型的同时，人们很快认识到在像素内引入缓冲器或放大器可以改善像素的性能，在CMOS APS中每一像素内都有自己的放大器。集成在表面的放大晶体管减少了像素元件的有效表面积，降低了“封装密度”，使40％～50％的入射光被反射。这种传感器的另一个问题是，如何使传感器的多通道放大器之间有较好的匹配，这可以通过降低残余水平的固定图形噪声较好地实现。由于CMOS APS像素内的每个放大器仅在此读出期间被激发，所以CMOS APS的功耗比CCD图像传感器的还小。

采用本实用新型的基于控制柜的环卫人员智能化分配系统，针对现有技术城市环卫派遣劳力数量难以控制的技术问题，对各个交通路口处的现有的控制柜进行结构改造，以采集并传输实时人流数据，并引入劳务分配设备以基于人流数据实现对交通路口地址附近的环卫服务站点的劳力派遣控制。

可以理解的是，虽然本实用新型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实用新型。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本实用新型技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本实用新型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，凡是未脱离本实用新型技术方案的内容，依据本实用新型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，均仍属于本实用新型技术方案保护的范围内。

Claims (1)

1.一种基于控制柜的环卫人员智能化分配系统，其特征在于，所述分配系统包括柜体、悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片，悬挂式结构、控制柜通信设备、CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片都设置在柜体上，CMOS视觉传感器和凌阳SPCE061A芯片用于确定控制柜所在位置的行人数量，其中，行人数量决定控制柜所在位置的环卫人员的分配数量。