城市道路环卫质量评价方法、装置、存储介质及设备与流程

1.本发明涉及图像识别技术领域，特别涉及一种城市道路环卫质量评价方法、装置、存储介质及设备。


背景技术：

2.现代化大都市逐渐迈向智能化发展，而环卫对于城市的文明度的发展十分重要，一种切实可行的评价方法将促进城市环卫程度的提高。
3.传统的城市道路环卫质量评价方法一般采用人力评价，不仅费时费力，而且还存在评价结果受主观影响较大，精确度较低、时效低下等问题。


技术实现要素：

4.基于此，本发明的目的是提供一种城市道路环卫质量评价方法、装置、存储介质及设备，以解决背景技术当中的至少一技术问题。
5.根据本发明实施例的一种城市道路环卫质量评价方法，所述方法包括：获取城市道路至少一路段的视频流；将所述视频流输入到预训练的道路识别模型当中进行垃圾和车道虚线识别并计数，得到所述路段上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量；根据所述视频流计算出所述路段的实际宽度，并根据所述路段的实际宽度和所述车道虚线数量计算出所述路段的路面面积；根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出所述路段的卫生指数，以对所述路段的环卫质量进行评价。
6.另外，根据本发明上述实施例的一种城市道路环卫质量评价方法，还可以具有如下附加的技术特征：进一步地，根据所述视频流计算出所述路段的实际宽度的步骤包括：对所述视频流的每帧图像当中的道路区域进行分割；从分割出的道路区域当中获取每一所述车道虚线的宽度及其所在位置处对应的道路宽度；根据每一所述车道虚线的宽度及每一所述车道虚线处的道路宽度，计算出所述路段的实际宽度。
7.进一步地，所述路段的实际宽度满足以下条件式:；式中，x代表所述路段的实际宽度，i代表第i个车道虚线，k为车道虚线的数量，1≤i≤k ，d为预设的车道虚线的实际宽度，di代表第i个车道虚线的宽度，xi代表第i个车道虚线处的的道路宽度。
8.进一步地，对所述视频流的每帧图像当中的道路区域进行分割的步骤之后，还包括：判断分割出的道路区域是否处于对应图像的中央位置；若否，则筛除；若是，则保留；其中，保留下的所述分割出的道路区域执行所述从分割出的道路区域当中获取每一所述车道虚线的宽度及其所在位置处对应的道路宽度的步骤。
9.进一步地，根据所述路段的实际宽度和所述车道虚线数量计算出所述路段的路面面积的步骤包括：根据所述车道虚线数量计算出所述路段的实际长度；根据所述路段的实际长度和实际宽度，计算出所述路段的路面面积；其中，所述路段的实际长度满足以下条件式：l=k*（l1 l2）；式中，l为所述路段的实际长度，k为车道虚线的数量，l1为预设的车道虚线的实际长度，l2为预设的车道虚线的间隔距离。
10.进一步地，根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出所述路段的卫生指数的步骤包括：根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出每一种类垃圾的密度；根据每一种类垃圾的密度，确定每一种类垃圾对应的保洁等级，所述保洁等级包括一级保洁、二级保洁、三级保洁和四级保洁；根据各保洁等级的数量，计算出所述路段的卫生指数；p=p1*k1 p 2
* k2 p 3
* k3 p 4
* k4;式中，p代表所述路段的卫生指数，p1‑ꢀ
p4分别代表一级保洁、二级保洁、三级保洁和四级保洁的数量，k1‑ꢀ
k4为对应的权重系数。
11.进一步地，当获取城市道路多个路段的视频流时，在根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，对所述路段的环卫质量进行评价的步骤之后，还包括：根据每一所述路段的卫生指数，计算出所述城市道路的综合卫生指数，以对所述城市道路的环卫质量进行评价。
12.根据本发明实施例的一种城市道路环卫质量评价装置，所述装置包括：视频获取模块，用于获取城市道路至少一路段的视频流；视频识别模块，用于将所述视频流输入到预训练的道路识别模型当中进行垃圾和车道虚线识别并计数，得到所述路段上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量；面积计算模块，用于根据所述视频流计算出所述路段的实际宽度，并根据所述路段的实际宽度和所述车道虚线数量计算出所述路段的路面面积；质量评价模块，用于根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出所述路段的卫生指数，以对所述路段的环卫质量进行评价。
13.本发明还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述的城市道路环卫质量评价方法。
14.本发明还提出一种城市道路环卫质量评价设备，包括存储器、处理器以及存储在
存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述的城市道路环卫质量评价方法。
15.与现有技术相比：通过训练能够对道路垃圾和车道虚线进行识别计数的道路识别模型，以通过道路识别模型来提取城市道路上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量，再基于道路视频和车道虚线数量计算出道路的路面面积，随即根据城市道路上每一种类垃圾的数量和路面面积，计算出城市道路的卫生指数，以对道路的环卫质量进行评价。因此本发明提出了一种能够基于城市道路视频自动对城市道路环卫质量进行评价的方法，为文明城市的评价以及环卫质量要求提供了客观、准确、高效的方法。
附图说明
16.图1为本发明第一实施例中的城市道路环卫质量评价方法的流程图；图2为本发明实施例提供的一示意的道路图像；图3为本发明第三实施例中的城市道路环卫质量评价装置的结构示意图；图4为本发明第四实施例中的城市道路环卫质量评价设备的结构示意图。
17.以下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。
具体实施方式
18.为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。
19.需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
20.除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
21.实施例一请参阅图1，所示为本发明第一实施例中的城市道路环卫质量评价方法，可应用于城市道路环卫质量评价设备当中，所述城市道路环卫质量评价设备可以通过软件和/或硬件来实现，所述方法具体包括步骤s01-步骤s04。
22.步骤s01，获取城市道路至少一路段的视频流。
23.在具体实施时，视频流可由摄像头拍摄得到，摄像头可以搭载于机动车（如环卫车）、无人机等可移动载具上，以通过沿城市道路移动拍摄，来获取城市道路至少一路段的视频流；或者摄像头也可以是固定于城市道路上的固定式摄像头，这种情况下，可以沿城市道路等距间隔布置多个固定式摄像头，每一处的固定式摄像头可以拍摄其所在路段的视频流。
24.步骤s02，将所述视频流输入到预训练的道路识别模型当中进行垃圾和车道虚线
识别并计数，得到所述路段上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量。
25.需要说明的是，在训练道路识别模型之前，需要预先制作数据集。首先，可以收集大量的城市道路图片或视频，然后对每帧城市道路图片上的垃圾进行人工标注并分类，并对每帧城市道路图片上的车道虚线进行人工标注，标注之后形成道路识别模型训练用的数据集。
26.在制作好数据集之后，还需要选定道路识别模型的模型算法，在本实施例一些较佳实施例当中，道路识别模型采用yolov3-deepsort作为模型算法，即通过上述数据集对yolov3-deepsort算法进行训练，得到道路识别模型。
27.在将视频流输入到道路识别模型时，道路识别模型会对视频流的每帧图片进行识别，以识别每帧图片上的垃圾及其所属种类并对每一种类的垃圾进行数量统计、并识别每帧图片上的车道虚线并统计，得到该视频流对应路段上的每一种类垃圾的数量和车道虚线数量。
28.步骤s03，根据所述视频流计算出所述路段的实际宽度，并根据所述路段的实际宽度和所述车道虚线数量计算出所述路段的路面面积。
29.具体地，在本实施例一些较佳情况当中，根据所述视频流计算出所述路段的实际宽度的步骤具体可以包括：通过poly yolo语义分割算法对所述视频流的每帧图像当中的道路区域进行分割；从分割出的道路区域当中获取每一所述车道虚线的宽度及其所在位置处对应的道路宽度；根据每一所述车道虚线的宽度及每一所述车道虚线处的道路宽度，计算出所述路段的实际宽度；其中，所述路段的实际宽度满足以下条件式:；式中，x代表所述路段的实际宽度，i代表第i个车道虚线，k为车道虚线的数量，1≤i≤k ，d为预设的车道虚线的实际宽度，di代表第i个车道虚线的宽度，xi代表第i个车道虚线处的的道路宽度。
30.示例而非限定，如图2所示场景下，首先通过poly yolo语义分割算法对道路图像当中的道路区域进行分割，由于道路识别模型已经将车道虚线在对应图像当中识别出，因此此时就可以获取每一车道虚线的宽度di及该车道虚线处的道路宽度xi，其中，车道虚线的宽度即为车道虚线识别框的宽度，车道虚线处的道路宽度即为道路区域在对应的车道虚线处的宽度；由于，相关部门在城市道路上印刷车道虚线是有统一标准的，一般车道虚线的实际宽度为d=0.15m，车道虚线的实际长度l1=2m，车道虚线的间隔距离l2=4m。由于图像一般具有一定的缩放或者拉伸比例，即并非1:1拍摄，因此车道虚线在图上的宽度di并非其实际宽度，车道虚线处的道路宽度xi也并非实际道路宽度，因此本实施例先通过d/di计算出每一车道虚线处图像缩放或者拉伸比例，再乘以对应位置处的道路宽度xi，即得出了每一车道虚
线处的实际道路宽度，最后将每一车道虚线处的实际道路宽度进行求和平均，即得到了该路段的实际宽度x。
31.再者，根据所述路段的实际宽度和所述车道虚线数量计算出所述路段的路面面积的步骤具体可以包括：根据所述车道虚线数量计算出所述路段的实际长度；根据所述路段的实际长度和实际宽度，计算出所述路段的路面面积；其中，所述路段的实际长度满足以下条件式：l=k*（l1 l2）；式中，l为所述路段的实际长度，k为车道虚线的数量，l1为预设的车道虚线的实际长度，l2为预设的车道虚线的间隔距离。
32.由于车道虚线的实际长度l1=2m和车道虚线的间隔距离l2=4m是已知的，因此路段的实际长度l=车道虚线的数量k*6。
33.在路段的实际长度l和路段的实际宽度x已知的情况下，因此即可计算出路段的路面面积s=l*x。
34.步骤s04，根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出所述路段的卫生指数，以对所述路段的环卫质量进行评价。
35.具体地，根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出所述路段的卫生指数的步骤包括：根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出每一种类垃圾的密度，每一种类垃圾的密度=每一种类垃圾的数量/路面面积；根据每一种类垃圾的密度，确定每一种类垃圾对应的保洁等级，所述保洁等级包括一级保洁、二级保洁、三级保洁和四级保洁；根据各保洁等级的数量，计算出所述路段的卫生指数；p=p1*k1 p 2
* k2 p 3
* k3 p 4
* k4;式中，p代表所述路段的卫生指数，p1‑ꢀ
p4分别代表一级保洁、二级保洁、三级保洁和四级保洁的数量，k1‑ꢀ
k4为对应的权重系数，在本实施例一些较佳实施例当中，k1=8，k2=6， k3=3，k4=0。
36.也即，本实施例划定了四个保洁等级，分别为一级保洁、二级保洁、三级保洁和四级保洁，实际根据垃圾密度来划分等级，垃圾密度越大保洁等级越大，保洁等级越大环卫质量越差。
37.示例而非限定，在本实施例一些可选实施例当中，需要识别的垃圾具体包括垃圾堆、垃圾桶满溢、小型垃圾堆、纸杯、垃圾瓶、塑料袋、包装袋、纸盒、手纸、纸屑、烟蒂、落叶等。其中，如下表1所示，垃圾堆单独划分为一类，垃圾桶满溢和小型垃圾堆划分为一类，纸杯、垃圾瓶、塑料袋、包装袋和纸盒划分为一类，手纸和纸屑划分为一类，烟蒂划分为一类，落叶划分为一类。
38.表1：
每一种类垃圾都对应有上述四个保洁等级，并且每一种类垃圾都对应预设有不同保洁等级的划分密度阈值（如上表1所示，通过实地调研以及借鉴城市环卫部门的评分标准来确定），因此根据一种类垃圾的实求密度与即能够判定该种类垃圾所划分的等级，例如烟蒂的密度为7个/1000m2，则判定烟蒂的保洁等级为二级保洁，其他种类垃圾对应的保洁等级的划分依次类推，因此可以确定每一种类垃圾的保洁等级。
39.最后，将各保洁等级的数量进行加权求和，即得到该路段的卫生指数。示例而非限定，假设垃圾堆对应为一级保洁，垃圾桶满溢和小型垃圾堆对应为一级保洁，纸杯、垃圾瓶、塑料袋、包装袋和纸盒对应为三级保洁，手纸和纸屑对应为二级保洁，烟蒂对应为一级保洁，落叶对应为二级保洁，则一级保洁共有3个，二级保洁共有2个，三级保洁共有1个，则该路段的卫生指数p=3*8 2* 6 1*3=39。本实施例通过对垃圾进行分类、并确定各类垃圾对应的保洁等级，再对各保洁等级的数量进行加权求和，来确定路段的卫生指数，以尽可能降低各种误差的影响，以能够作出更加准确、可靠的环卫质量评价。
40.综上，本发明上述实施例当中的城市道路环卫质量评价方法，通过训练能够对道路垃圾和车道虚线进行识别计数的道路识别模型，以通过道路识别模型来提取城市道路上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量，再基于道路视频和车道虚线数量计算出道路的路面面积，随即根据城市道路上每一种类垃圾的数量和路面面积，计算出城市道路的卫生指数，以对道路的环卫质量进行评价。因此本发明提出了一种能够基于城市道路视频自动对城市道路环卫质量进行评价的方法，为文明城市的评价以及环卫质量要求提供了客观、准确、高效的方法。
41.实施例二本发明第二实施例也提出一种城市道路环卫质量评价方法，本实施例当中的城市道路环卫质量评价方法与第一实施例当中的城市道路环卫质量评价方法的不同之处在于：当获取城市道路多个路段的视频流时，根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，对所述路段的环卫质量进行评价的步骤之后，还包括：根据每一所述路段的卫生指数，计算出所述城市道路的综合卫生指数，以对所述城市道路的环卫质量进行评价。
42.其中，城市道路的综合卫生指数为各路段的卫生指数的平均值，即p
综
=( p1 p2
…
pz)/ z，其中z为路段的数量，pz代表第z个路段的卫生指数，z为整数且≥1。
43.在本实施例当中，多个路段的视频流可由同一城市道路视频切分得到，即先拍摄整条城市道路的视频，再将视频按时长或大小进行切分，得到多个视频流，每个视频流对应城市道路的一个路段。
44.除此之外，在对所述视频流的每帧图像当中的道路区域进行分割的步骤之后，还
可以包括：判断分割出的道路区域是否处于对应图像的中央位置；若否，则筛除；若是，则保留；其中，保留下的所述分割出的道路区域执行所述从分割出的道路区域当中获取每一所述车道虚线的宽度及其所在位置处对应的道路宽度的步骤。
45.具体地，可以通过道路中央车道虚线在视频中的位置来判断道路是否位于视频画面中央，当处于视频画面中央时，则保留当前分割出的道路区域，否则筛除当前分割出的道路区域，然后基于保留下的分割出的道路区域进行车道虚线的宽度di和车道虚线处的道路宽度xi的获取，这样可以避免道路偏离画面中央的图像对计算道路面积造成影响，提高城市道路环卫质量评价的精度和可靠性，因此在具体拍摄时，摄像头应当尽可能对准道路中央进行拍摄，使得道路始终保持在视频画面的中央。
46.实施例三本发明另一方面还提供一种城市道路环卫质量评价装置，请查阅图3，所示为本发明第三实施例中的城市道路环卫质量评价装置，所述装置包括：视频获取模块11，用于获取城市道路至少一路段的视频流；视频识别模块12，用于将所述视频流输入到预训练的道路识别模型当中进行垃圾和车道虚线识别并计数，得到所述路段上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量；面积计算模块13，用于根据所述视频流计算出所述路段的实际宽度，并根据所述路段的实际宽度和所述车道虚线数量计算出所述路段的路面面积；质量评价模块14，用于根据所述路段上每一种类垃圾的数量和所述路段的路面面积，计算出所述路段的卫生指数，以对所述路段的环卫质量进行评价。
47.进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述面积计算模块13包括：区域分割单元，用于对所述视频流的每帧图像当中的道路区域进行分割；宽度获取单元，用于从分割出的道路区域当中获取每一所述车道虚线的宽度及其所在位置处对应的道路宽度；宽度计算单元，用于根据每一所述车道虚线的宽度及每一所述车道虚线处的道路宽度，计算出所述路段的实际宽度。
48.进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述路段的实际宽度满足以下条件式:；式中，x代表所述路段的实际宽度，i代表第i个车道虚线，k为车道虚线的数量，1≤i≤k ，d为预设的车道虚线的实际宽度，di代表第i个车道虚线的宽度，xi代表第i个车道虚线处的的道路宽度。
49.进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述面积计算模块13还包括：区域筛选模块，用于判断分割出的道路区域是否处于对应图像的中央位置；若否，则筛除；若是，则保留；其中，保留下的所述分割出的道路区域执行所述从分割出的道路区域当中获取每一所述车道虚线的宽度及其所在位置处对应的道路宽度的步骤。
50.进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述面积计算模块13还包括：
unit, cpu）、控制器、微控制器、微处理器或其他数据处理芯片，用于运行存储器20中存储的程序代码或处理数据，例如执行访问限制程序等。
58.其中，存储器20至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器（例如，sd或dx存储器等）、磁性存储器、磁盘、光盘等。存储器20在一些实施例中可以是城市道路环卫质量评价设备的内部存储单元，例如该城市道路环卫质量评价设备的硬盘。存储器20在另一些实施例中也可以是城市道路环卫质量评价设备的外部存储装置，例如城市道路环卫质量评价设备上配备的插接式硬盘，智能存储卡（smart media card, smc），安全数字（secure digital, sd）卡，闪存卡（flash card）等。进一步地，存储器20还可以既包括城市道路环卫质量评价设备的内部存储单元也包括外部存储装置。存储器20不仅可以用于存储安装于城市道路环卫质量评价设备的应用软件及各类数据，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
59.需要指出的是，图4示出的结构并不构成对城市道路环卫质量评价设备的限定，在其它实施例当中，该城市道路环卫质量评价设备可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
60.综上，本发明上述实施例当中的城市道路环卫质量评价设备，通过训练能够对道路垃圾和车道虚线进行识别计数的道路识别模型，以通过道路识别模型来提取城市道路上每一种类垃圾的数量和车道虚线数量，再基于道路视频和车道虚线数量计算出道路的路面面积，随即根据城市道路上每一种类垃圾的数量和路面面积，计算出城市道路的卫生指数，以对道路的环卫质量进行评价。因此本发明提出了一种能够基于城市道路视频自动对城市道路环卫质量进行评价的方法，为文明城市的评价以及环卫质量要求提供了客观、准确、高效的方法。
61.本发明实施例还提出一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述的城市道路环卫质量评价方法。
62.本领域技术人员可以理解，在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。
63.计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（ram），只读存储器（rom），可擦除可编辑只读存储器（eprom或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（cdrom）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。
64.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。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它们的组合来实现：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。
65.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。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
66.以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。