路面积水监测设备和方法与流程

1.本发明涉及积水监测技术领域，尤其是涉及一种路面积水监测设备和方法。


背景技术：

2.近年来，极端天气影响道路交通的现象时有发生，尤其是在强降雨过程中，城市排水系统短时间内难以承受，造成的路面积水很可能对公共交通造成严重的影响，容易导致恶性交通安全事故。现有的路面积水监测方法通常采用预埋传感器的方法进行，该方法需要在监测路段设置多个传感器，监测范围十分有限，不能及时探测路面整体的积水情况。


技术实现要素：

3.本发明的目的在于提供一种路面积水监测设备和方法，以缓解现有技术中存在的监测范围局限性、监测不及时的技术问题。
4.为了实现上述目的，本发明实施例采用的技术方案如下：
5.第一方面，本发明实施例提供了一种路面积水监测设备，包括：图像采集模块、储水槽和水位浮子开关；上述储水槽设置于待监测道路的一侧；上述水位浮子开关用于控制上述储水槽的开启以及闭合，设置于上述储水槽中；上述水位浮子开关与上述图像采集模块连接，上述水位浮子开关还用于在上述储水槽内的水位到达第一阈值时，控制上述储水槽闭合，并向上述图像采集模块发送开启信号；上述图像采集模块用于在接收到上述开启信号后开启，并实时采集当前路面的路况图像；上述路况图像包括上述当前路面的第一积水深度和上述当前路面的交通情况；上述图像采集模块包括内置芯片，上述内置芯片用于基于上述路况图像生成路面积水预警信息。
6.在一些可能的实施方式中，上述设备还包括：液位传感器，上述液位传感器放置于上述储水槽中，用于采集当前路面的第二积水深度；上述图像采集模块通过内置芯片与上述液位传感器连接，上述液位传感器用于为上述内置芯片提供上述第二积水深度。
7.在一些可能的实施方式中，上述设备还包括：数据传输模块，上述数据传输模块与上述液位传感器相连；上述数据传输模块用于将上述液位传感器采集的上述第二积水深度上传至云端；上述数据传输模块还用于显示上述第二积水深度。
8.第二方面，本发明实施例提供了一种路面积水监测方法，应用于第一方面提供的任意一种路面积水监测设备，该方法包括：当储水槽内水位到达第一阈值时，水位浮子开关控制上述储水槽闭合，并向图像采集模块发送开启信号；上述图像采集模块在接收到上述开启信号后开启，并实时采集当前路面的路况图像；上述路况图像包括上述当前路面的第一积水深度和上述当前路面的交通情况；上述图像采集模块包括预先训练好的内置芯片；上述内置芯片基于上述路况图像生成路面积水预警信息。
9.在一些可能的实施方式中，上述内置芯片基于上述路况图像生成路面积水预警信息的步骤，包括：上述内置芯片对采集到的第一积水深度进行判断，当上述第一积水深度超过第二阈值时，则生成路面积水预警信息。
10.在一些可能的实施方式中，在上述内置芯片基于上述路况图像生成路面积水预警信息的步骤后，上述方法还包括：上述内置芯片对采集到的上述当前路面的交通情况进行判断，当上述当前路面的车辆数目超过第三阈值时，则生成路面交通拥堵预警信息。
11.在一些可能的实施方式中，上述方法还包括：基于上述图像采集模块预先采集的上述当前路面的初始积水深度，以及上述液位传感器预先采集的第二积水深度，对上述内置芯片进行训练。
12.在一些可能的实施方式中，对上述内置芯片进行训练的步骤，包括：将上述图像采集模块预先采集的初始积水深度，与上述液位传感器预先采集的第二积水深度进行对应，生成注册图像；上述图像采集模块预先采集上述当前路面的实时图像；对上述当前路面的实时图像进行预处理和特征提取，得到提取后的图像；将上述提取后的图像进行分类，确定积水图像；基于上述积水图像和上述注册图像进行对比，生成上述当前路面的积水情况。
13.第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，包括存储器、处理器，所述存储器中存储有可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面任一项所述的方法的步骤。
14.第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述第一方面任一项所述的方法。
15.本发明提供了一种路面积水监测设备和方法，该设备包括：图像采集模块、储水槽和水位浮子开关；储水槽设置于待监测道路的一侧，水位浮子开关与图像采集模块连接，用于在储水槽内的水位到达第一阈值时，控制储水槽闭合，并向图像采集模块发送开启信号；图像采集模块用于在接收到开启信号后开启，并实时采集当前路面的路况图像；图像采集模块包括内置芯片，内置芯片用于基于路况图像生成路面积水预警信息。上述设备可以通过图像采集模块对一个较大范围路面的积水情况进行实时、精准的监测，缓解了现有技术中存在的监测范围局限性、监测不及时的技术问题，实现了扩大监测范围、对路面积水情况进行及时监测的效果。
附图说明
16.为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
17.图1为本发明实施例提供的一种路面积水监测设备的结构示意图；
18.图2为本发明实施例提供的另一种路面积水监测设备的结构示意图；
19.图3为本发明实施例提供的一种路面积水监测方法的流程示意图；
20.图4为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
21.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是
本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
22.因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
23.近年来由于极端天气影响道路交通的现象时有发生，尤其是在强降雨过程中，城市排水系统短时间内难以承受，造成的路面积水很可能对公共交通造成严重的影响，容易导致恶性交通安全事故。现有的路面积水监测方法通常采用预埋传感器的方法进行，该方法需要在监测路段设置多个传感器，监测范围十分有限，不能及时探测路面整体的积水情况。
24.基于此，本发明实施例提供了一种路面积水监测设备和方法，以缓解现有技术中存在的监测范围局限性、监测不及时的技术问题。
25.为便于对本实施例进行理解，首先对本发明实施例所公开的一种路面积水监测设备进行详细介绍，参见图1所示的一种路面积水监测设备的结构示意图，该设备包括：图像采集模块110、储水槽130和水位浮子开关120。
26.储水槽设置于待监测道路的一侧；水位浮子开关用于控制储水槽的开启以及闭合，设置于储水槽中；水位浮子开关与图像采集模块连接，水位浮子开关还用于在储水槽内的水位到达第一阈值时，控制储水槽闭合，并向图像采集模块发送开启信号；图像采集模块用于在接收到开启信号后开启，并实时采集当前路面的路况图像；路况图像包括当前路面的第一积水深度和当前路面的交通情况；图像采集模块包括内置芯片112，内置芯片用于基于路况图像生成路面积水预警信息。
27.在一种实施例中，上述路面积水监测设备还可以包括：液位传感器140，液位传感器放置于储水槽中，用于采集当前路面的第二积水深度；图像采集模块通过内置芯片与液位传感器连接，液位传感器用于为内置芯片提供第二积水深度。
28.在一种实施例中，上述路面积水监测设备还包括：数据传输模块，数据传输模块与液位传感器相连；数据传输模块用于将液位传感器采集的第二积水深度上传至云端；数据传输模块还用于显示第二积水深度。
29.相比于传统的积水监测设备，本设备配备了高清摄像头，可以实时进行远程监控，以便随时随地掌握路面积水的真实情况。摄像头内置芯片与液位传感器相连，可以将液位传感器的数据和路面积水状况相结合，经过长期学习可以通过摄像头直接对于路面积水进行预警。
30.作为一个具体的示例，参加图2所示，一种路面积水监测设备包括：液位传感器210、图像采集模块、储水槽270、水位浮子开关240和数据传输模块，其中，液位传感器即基于压力的液位传感器，图像采集模块可以为高清摄像头，数据传输模块相当于图2中的液位显示与上传数据模块220，用于显示液位传感器210或者摄像头250采集到的路面积水深度，并且还用于将显示液位传感器210或者摄像头250采集到的路面积水深度数据上传至云端。
31.其中，液位传感器210一般放置于储水槽270内，其功能是测定当前路面积水深度。储水槽则位于道路外侧预先挖好，与路面联通。液位传感器210和液位显示与上传数据模块
220相连，该液位显示与上传数据模块220的功能是显示当前路面积水深度，并上传当前路面积水深度至云端。水位浮子开关240与摄像头相连，安装于储水槽内，当储水槽内的液位高于路面1cm时，储水槽的开关闭合，摄像头开启。
32.此外，该设备还可以包括：蓄电池230、路由器260、以及相关线路。其中，摄像头与路由器260相连，可实时观测路面交通与路面积水情况，并配置内部芯片，该芯片具有学习功能，根据液位传感器数值，结合路面交通状况进行学习，学习完成后，可通过摄像头直接获取路面积水深度和当前交通状况。蓄电池230可以是dc12v的供电设备，该蓄电池230和液位显示与上传数据模块220、摄像头250、路由器260以及水位浮子开关240相连，该蓄电池230的功能是为当前设备用电组件供电。
33.一般情况下，水位浮子开关存水闭合，下雨时摄像头长期加电，云液位计控制摄像头切电源，一般可以实现在夏季(4个月)免维护运行。
34.本发明实施例还提供了一种路面积水监测方法，该方法可以应用于上述任意一种实施方式中的路面积水监测设备，参照图3，该方法主要包括以下步骤s110至步骤s130：
35.s110：当储水槽内水位到达第一阈值时，水位浮子开关控制储水槽闭合，并向图像采集模块发送开启信号；
36.s120：图像采集模块在接收到开启信号后开启，并实时采集当前路面的路况图像；路况图像包括当前路面的第一积水深度和当前路面的交通情况；图像采集模块包括预先训练好的内置芯片；
37.s130：内置芯片基于路况图像生成路面积水预警信息。
38.其中，上述步骤s130的步骤，包括：内置芯片对采集到的第一积水深度进行判断，当第一积水深度超过第二阈值时，则生成路面积水预警信息。
39.在一种实施例中，上述方法还可以在步骤s130之后包括：内置芯片对采集到的当前路面的交通情况进行判断，当当前路面的车辆数目超过第三阈值时，则生成路面交通拥堵预警信息。
40.此外，在使用预先训练好的内置芯片之前，还需要对该内置芯片进行学习和训练，即该方法还可以包括：基于图像采集模块预先采集的当前路面的初始积水深度，以及液位传感器预先采集的第二积水深度，对内置芯片进行训练。
41.该训练方法可以由电子设备执行，作为一个具体的示例，对内置芯片进行训练的步骤，可以包括：
42.s310：将图像采集模块预先采集的初始积水深度，与液位传感器预先采集的第二积水深度进行对应，生成注册图像；
43.s320：图像采集模块预先采集当前路面的实时图像；
44.s330：对当前路面的实时图像进行预处理和特征提取，得到提取后的图像；
45.s340：将提取后的图像进行分类，确定积水图像；
46.s350：基于积水图像和注册图像进行对比，生成当前路面的积水情况。
47.作为一个具体的示例，内置芯片的学习流程包括：图像输入、预处理、特征提取、特征分类、匹配、完成识别。
48.图像输入：采集路面实时图像，将图像进行上传。
49.预处理：消除图像中无关的信息，恢复有用的真实信息，增强有关信息的可检测性
和最大限度地简化数据，从而改进特征抽取、图像分割、匹配和识别的可靠性。
50.特征提取：将每一个图像分检出来交给识别模块识别，在图像分析中，对输入图像进行特征抽取、分割和匹配前所进行的处理。
51.特征分类：将特征提取出来的图像进行智能分类，将有积水的路面画面进行归类处理。
52.匹配：将提前输入的注册图片和采集的图片进行对比，得出当前路面积水的状况。
53.其中，路由器与摄像头相连，其功能是将摄像头所采集的视频数据及学习记录传至云端，供使用单位进行分析。储水槽与路面相连，当路面产生积水时，储水槽液位与路面积水液位相同。例如：当发生降雨时，路面上的水会流进雨水管网和储水槽，当路面没有积水时，储水槽液位小于等于路面高度，当降雨量较大或持续时间较长时，管网不能及时接纳更多的雨水，开始产生路面积水，此时储水槽液位与路面积水液位相同，液位传感器实时监测路面积水液位并传送至云端。
54.同时，通过浮子开关启动摄像头，摄像头进行实时记录并学习，将记录画面和学习情况发送至云端。摄像头取得画面与液位传感器数据一一对应，进行对应学习；通过对摄像头芯片预设交通情况，对画面中的交通情况(通畅、较堵、拥堵、严重拥堵、无法同行)赋予摄像头芯片。通过一段时间的学习，可实现摄像头开启后实时传输路面积水液位数据和交通状况。此时，液位传感器作为监测路面积水的备用设备。
55.本发明提供了一种路面积水监测设备和方法，设备包括：图像采集模块、储水槽和水位浮子开关；储水槽设置于待监测道路的一侧，水位浮子开关与图像采集模块连接，用于在储水槽内的水位到达第一阈值时，控制储水槽闭合，并向图像采集模块发送开启信号；图像采集模块用于在接收到开启信号后开启，并实时采集当前路面的路况图像；图像采集模块包括内置芯片，内置芯片用于基于路况图像生成路面积水预警信息。上述设备可以通过图像采集模块对一个较大范围路面的积水情况进行实时、精准的监测，缓解了现有技术中存在的监测范围局限性、监测不及时的技术问题，实现了扩大监测范围、对路面积水情况进行及时监测的效果。
56.本技术实施例提供的路面积水监测设备与上述实施例提供的路面积水监测方法具有相同的技术特征，所以也能解决相同的技术问题，达到相同的技术效果。
57.本技术实施例还提供了一种电子设备，具体的，该电子设备包括处理器和存储装置；存储装置上存储有计算机程序，计算机程序在被所述处理器运行时执行如上所述实施方式的任一项所述的方法。
58.图4为本技术实施例提供的一种电子设备的结构示意图，该电子设备400包括：处理器40，存储器41，总线42和通信接口43，所述处理器40、通信接口43和存储器41通过总线42连接；处理器40用于执行存储器41中存储的可执行模块，例如计算机程序。
59.其中，存储器41可能包含高速随机存取存储器(ram，random access memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non
‑
volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口43(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网，广域网，本地网，城域网等。
60.总线42可以是isa总线、pci总线或eisa总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图4中仅用一个双向箭头表示，但并不表示仅有一根总线或
一种类型的总线。
61.其中，存储器41用于存储程序，所述处理器40在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本发明实施例任一实施例揭示的流过程定义的装置所执行的方法可以应用于处理器40中，或者由处理器40实现。
62.处理器40可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器40中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器40可以是通用处理器，包括中央处理器(central processing unit，简称cpu)、网络处理器(network processor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digital signal processing，简称dsp)、专用集成电路(application specific integrated circuit，简称asic)、现成可编程门阵列(field
‑
programmable gate array，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本发明实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器41，处理器40读取存储器41中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
63.对应于上述方法，本技术实施例还提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有机器可运行指令，所述计算机可运行指令在被处理器调用和运行时，所述计算机可运行指令促使所述处理器运行上述方法的步骤。
64.在本技术所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
65.所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
66.另外，在本技术提供的实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。
67.所述功能如果以软件功能单元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，电子设备，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。
68.应注意到：相似的标号和字母在附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
69.最后应说明的是：以上所述实施例，仅为本发明的具体实施方式，用以说明本发明的技术方案，而非对其限制，本发明的保护范围并不局限于此，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改或可轻易想到变化，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改、变化或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案的精神和范围，都应涵盖在本发明的保护范围之内。