井盖破损检测方法及装置、电子设备、存储介质与流程

1.本发明属于图像检测领域，具体涉及井盖破损检测方法及装置、电子设备、存储介质。


背景技术：

2.现代城市地下管网错综复杂，窨井数量众多，井盖数量不计其数。由于使用时间、质量、超重车辆碾压等原因，井盖破损时有发生，破损井盖对过往行人和车辆安全形成极大威胁，如何通过技术手段快速识别破井盖是当前城市管理面临的难题，本方案具体涉与井盖破损检测方法及装置。


技术实现要素：

3.本发明所要解决的技术问题在于：由于使用时间、质量、超重车辆碾压等原因，井盖破损时有发生，破损井盖对过往行人和车辆安全形成极大威胁。
4.本发明第一方面提出了一种井盖破损检测方法，包括以下步骤：
5.s1：通过摄像头对井盖所在区域进行拍摄，获得井盖图像信息；
6.s2：通过传输模块将拍摄的所述井盖图像信息上传至服务器，由所述服务器内的存储模块对其进行存储；
7.s3：数据分析模块对井盖的破损情况进行分析，如存在破损，所述服务器通过图像识别算法分析破损部位和大小；
8.s4、所述服务器通过警示模块将警示信息发送给维护人员；
9.s5、通过反馈模块将维修的情况反馈至服务器终端，终端设备对维修情况进行发布。
10.在本发明第一方面的实施例中，所述图像识别算法的具体处理方法如下：将各个方向的梯度加权来表示破损点的边缘，应用具有方向性的边缘提取算子：
11.水平方向：[-1 0 1]
[0012]
垂直方向：
[0013]
135
°
方向：
[0014]
45
°
方向：
[0015]
设图像为i(x,y)，那么图像的水平边缘为：
[0016]
h(x，y)＝i(x1 1)-i(x-1,y)
[0017]
垂直方向的边缘为：
[0018]
v(x，y)＝i(x,y 1)-i(x，y-1)
[0019]
135
°
方向边缘为：
[0020]
d1(x,y)＝i(x 1,y 1)-i(x-1,y-1)
[0021]
45
°
方向边缘为：
[0022]
d2(x,y)＝i(x 1,y 1)-i(x-1,y-1)
[0023]
将这4个方向的梯度加权获得整个图像的梯度图像：
[0024][0025]
其中：
[0026][0027]
α,β为加权系数，当α＝1，β＝0时表示水平方向的梯度，当α＝0，β＝1时表示垂直方向的梯度；该梯度幅度就有各向同性的特点，对于检测不同的方向边界是有效的；
[0028]
在获得边缘梯度幅度后，选择二值化阈值对梯度图像进行二值化，将大于阈值的梯度看作井盖破损边缘，小于阈值的看作非破损边缘点，如下式，其中t为设定的二值化阈值，
[0029][0030]
根据二值化处理的边界点信息，进行井盖破损点的边界定位，提取破损点大小和位置，通过网络将相关信息发送给维护人员。
[0031]
本发明的第二方面提出了一种一种井盖破损检测装置，包括服务器、摄像头，所述摄像头用于对井盖所在区域进行拍摄，其特征在于，所述服务器进一步包括：
[0032]
存储模块，用于对拍摄的图像信息进行存储；
[0033]
传输模块，用于对拍摄的图像信息进行传输；
[0034]
数据分析模块，用于对拍摄的图像信息进行分析；
[0035]
提取模块，用于提取图像中不同方向的梯度变化；
[0036]
警示模块，用于在分析出井盖破损后进行警示；
[0037]
反馈模块，用于维护人员对维修状况进行反馈；
[0038]
其中所述摄像头通过传输模块与服务器相连。
[0039]
在本发明的第二方面的实施例中，所述警示模块包括信息警示单元、声光警示单元和发生单元。
[0040]
在本发明的第二方面的实施例中，所述提取模块利用梯度算子提取图像中不同方向的梯度变化，各个方向的梯度加权来表示破损点的边缘。
[0041]
在本发明的第二方面的实施例中，所述反馈模块包括反馈单元、传输单元和发布单元。
[0042]
本发明第三方面提出了一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器上存储有计算机可读指令，所述计算机可读指令被所述处理器执行时实现如本发明第一方面的一
种井盖破损检测方法。
[0043]
本发明第四方面提出了一种电子设备，一种计算机可读存储介质，其上存储于计算机程序，所述的计算机程序被处理器执行时实现如本发明第一方面的一种井盖破损检测方法。
[0044]
本发明相比现有技术具有以下优点：
[0045]
通过城市中已经安装的摄像头，快速识别破损井盖，并通过网络发出报警消息，通知相关人员及时处置，保护过往行人和车辆安全。
附图说明
[0046]
图1是本发明的使用方法的流程示意图；
[0047]
图2是本发明的系统框图；
[0048]
图3是本发明的破损井盖模型图。
具体实施方式
[0049]
下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。
[0050]
如图1所示，井盖破损检测方法具体处理步骤如下：
[0051]
s1：通过摄像头对井盖所在区域进行拍摄；
[0052]
s2：通过传输模块将拍摄的井盖图像信息上传至服务器，服务器内的存储模块对其进行存储；
[0053]
s3：数据分析模块对井盖的破损情况进行分析，当井盖发生破损时，服务器通过图像识别算法找出破损部位和大小；
[0054]
s4、服务器通过警示模块将警示信息发送给维护人员；
[0055]
s5：通过反馈模块将维修的情况反馈至服务器终端，终端设备对维修情况进行发布。
[0056]
图像识别算法的具体处理方法如下：
[0057]
将各个方向的梯度加权来表示破损点的边缘，应用具有方向性的边缘提取算子：
[0058]
水平方向：[-1 0 1]
[0059]
垂直方向：
[0060]
135
°
方向：
[0061]
45
°
方向：
[0062]
设图像为i(x,y)，那么图像的水平边缘为：
[0063]
h(x，y)＝i(x1 1)-i(x-1,y)
[0064]
垂直方向的边缘为：
[0065]
v(x，y)＝i(x,y 1)-i(x，y-1)
[0066]
135
°
方向边缘为：
[0067]
d1(x,y)＝i(x 1,y 1)-i(x-1,y-1)
[0068]
45
°
方向边缘为：
[0069]
d2(x,y)＝i(x 1,y 1)-i(x-1,y-1)
[0070]
将这4个方向的梯度加权获得整个图像的梯度图像：
[0071][0072]
其中：
[0073][0074]
α,β为加权系数，当α＝1，β＝0时表示水平方向的梯度，当α＝0，β＝1时表示垂直方向的梯度。该梯度幅度就有各向同性的特点，对于检测不同的方向边界是有效的，
[0075]
在获得边缘梯度幅度后，选择二值化阈值对梯度图像进行二值化，将大于阈值的梯度看作井盖破损边缘，小于阈值的看作非破损边缘点，如下式，其中t为设定的二值化阈值，
[0076][0077]
根据二值化处理的边界点信息，就可以进行井盖破损点的边界定位，提取破损点大小和位置，通过网络将相关信息发送给维护人员。
[0078]
如图2所示，本实施例提供技术方案：井盖破损检测系统，包括服务器、摄像头、存储模块、传输模块、数据分析模块、提取模块、警示模块和反馈模块，摄像头通过传输模块与服务器相连，存储模块、数据分析模块、提取模块、警示模块和反馈模块均设置在服务器的内部；
[0079]
服务器用于承担响应服务请求、承担服务、保障服务的能力；
[0080]
摄像头用于对井盖所在区域进行拍摄；
[0081]
存储模块用于对拍摄的图像信息进行存储；
[0082]
传输模块用于对拍摄的图像信息进行传输；
[0083]
数据分析模块用于对拍摄的图像信息进行分析；
[0084]
提取模块用于提取图像中不同方向的梯度变化；
[0085]
警示模块用于在分析出井盖破损后进行警示；
[0086]
反馈模块用于维护人员对维修状况进行反馈。
[0087]
检测模块包括脉冲发生单元、信号放大单元和测试单元。
[0088]
警示模块包括信息警示单元、声光警示单元和发生单元。
[0089]
提取模块利用梯度算子提取图像中不同方向的梯度变化，各个方向的梯度加权来表示破损点的边缘。
[0090]
反馈模块包括反馈单元、传输单元和发布单元。
[0091]
由于井盖下面的空间没有光线照射，通常较暗，当井盖发生破损时，呈现的图像的情况如图3所示，图3中黑色的圆点为破损点，下面通过图像处理的方法找出井盖破损点。
[0092]
再一方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括：处理器和存储器，存储器上存储有计算机可读指令，计算机可读指令被处理器执行时实现如上述实施例所述的井盖破损检测方法。
[0093]
具体地，上述存储器和处理器能够为通用的存储器和处理器，这里不做具体限定，当处理器运行存储器存储的计算机可读指令时，能够执行上述实施例所述的井盖破损检测方法。
[0094]
又一方面，本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例的井盖破损检测方法。
[0095]
本领域普通技术人员可以理解上述实施例的各种方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序可以存储于一计算机可读存储介质中，存储介质可以包括：闪存盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取器(random accessmemory，ram)、磁盘或光盘等。
[0096]
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。在本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。
[0097]
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。