冰纹分布数据采集平台的制作方法

1.本发明涉及数值分析领域，更具体地，涉及一种冰纹分布数据采集平 台。


背景技术：

2.冰场即滑冰场，由干冰制造或自然结冰而成，在平地或水面结成平整 冰面，供刀片状的溜冰鞋所用来嬉戏滑行的场所。
3.目前，在使用真冰作为溜冰材料的冰场的实际运营中，真冰冰面的维 护至关重要，不仅仅会影响冰场的溜冰效果和经济成本，也决定了冰场的 安全等级。
4.如果过于频繁地对冰场进行不间断的维护，虽然溜冰效果达到了，冰 场安全得到保障，但是经济成本大幅度增加，能够供人员实际使用的时间 也大幅度缩短，相反，虽然经济成本被降低，人员实际使用的时间被增加， 但是溜冰效果被大幅度降低，产生的过多的冰纹或者过大面积的冰纹会提 升溜冰事故发生的可能性。
[0005][0006]


技术实现要素：

[0007]
为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种冰纹分布数据采 集平台，能够采用智能化识别机制完成对冰场中冰面裂纹的实际蔓延状态 的识别，在此基础上，确定执行冰面裂纹修复的时机，从而实现对冰场经 济成本和溜冰效果的同时兼顾。
[0008]
为此，本发明至少需要具备以下两处重要的发明点：
[0009]
(1)采用针对性的智能化识别机制对冰场内的真冰裂纹的分布数量 和分布面积进行识别，并在真冰裂纹的分布数量和分布面积都超限时，判 断需要执行真冰裂纹的清理操作，以保证真冰裂纹的清理操作的有效性；
[0010]
(2)在冰场内温度大于温度限量或者距离上次真冰裂纹的清理操作 的时间间隔大于预设时长时，启动对冰场内的真冰裂纹的分布数量和分布 面积的智能化识别。
[0011]
根据本发明的一方面，提供了一种冰纹分布数据采集平台，所述平台 包括：
[0012]
计时操作机构，设置在铺设真冰的冰场内，用于将上一次冰纹清理操 作完成时间点作为计时零点启动计时操作以获得当前时刻对应的计时时 间；
[0013]
温度测量机构，包括分布在所述冰场内多个不同区域的多个温度测量 元件，用于对所述多个不同区域的实时温度进行测量，并将测量获得的多 个温度数值进行最大值和最小值去除后的剩余数值的算术平均值处理，以 获得对应的参考温度均值；
[0014]
主控芯片，分别与所述计时操作机构和所述温度测量机构连接，用于 在接收到的当前时刻对应的计时时间超过预设时长时或者在接收到的参 考温度均值超过预设温度时，发出检测启动命令；
[0015]
俯拍监控设备，设置在所述冰场的正上方，与所述主控芯片连接，用 于在接收到所述检测启动命令时，执行对所述冰场的俯拍监控操作，以获 得俯拍冰场画面；
[0016]
一次映射设备，与所述俯拍监控设备连接，用于对接收到的俯拍冰场 画面执行小波滤波处理，以获得对应的滤波映射画面；
[0017]
二次映射设备，与所述一次映射设备连接，用于对接收到的滤波映射 画面执行利用动态阈值的白平衡操作，以获得对应的动态映射画面；
[0018]
梯度检测机构，与所述二次映射设备连接，用于获得所述动态映射画 面中各个像素点的各个灰度值，对每一个像素点执行以下灰度梯度值的获 取动作：获得所述像素点周边的各个像素点的各个灰度值，计算所述各个 像素点的各个灰度值的标准差，将所述标准差作为灰度梯度值输出；
[0019]
数据选择机构，与所述梯度检测机构连接，用于将所述动态映射画面 中灰度梯度值大于等于预设梯度限量的像素点作为参考像素点；
[0020]
冰纹采集机构，与所述数据选择机构连接，用于将所述动态映射画面 中的各个参考像素点进行组合以获得所述动态映射画面中的一个以上的 冰纹图案；
[0021]
信号提取机构，与所述冰纹采集机构连接，用于在所述动态映射画面 中的一个以上的冰纹图案占据的像素点数量超过第一数量限量且所述动 态映射画面中的一个以上的冰纹图案的数量超过第二数量限量时，发出清 理请求信号；
[0022]
其中，在所述动作提取机构中，所述第二数量限量小于所述第一数量 限量。
[0023]
根据本发明的另一方面，还提供了一种冰纹分布数据采集方法，所述 方法包括使用一种如上述的冰纹分布数据采集平台，用于基于智能化识别 机制对冰场内的真冰裂纹数量和面积进行估算并基于估算结果决定是否 需要执行真冰裂纹的现场清理动作。
[0024]
本发明的冰纹分布数据采集平台安全可靠、操作简便。由于能够采用 智能化识别机制完成对冰场中冰面裂纹的实际蔓延状态的识别，在此基础 上，确定执行冰面裂纹修复的时机，从而在避免冰场事故发生的同时，降 低了冰场运营的经济成本。
具体实施方式
[0025]
滑冰(skating)，亦称“冰嬉”，要选择安全的场地，在自然结冰的 湖泊、江河、水塘滑冰，应选择冰冻结实，没有冰窟窿和裂纹、裂缝的冰 面，要尽量在距离岸边较近的地方。初冬和初春时节，冰面尚未冻实或已 经开始融化，千万不要去滑冰，以免冰面断裂而发生事故。
[0026]
初学滑冰者，不可性急莽撞，学习应循序渐进，特别要注意保持身体 重心平衡，避免向后摔倒而摔坏腰椎和后脑。在滑冰的人多时，要注意力 集中，避免相撞。结冰的季节，天气十分寒冷，滑冰时要戴好帽子、手套， 注意保暖，防止感冒和身体暴露的部位发生冻伤。
[0027]
滑冰的时间不可过长，在寒冷的环境里活动，身体的热量损失较大。 在休息时，应穿好防寒外衣，同时解开冰鞋鞋带，活动脚部，使血液流通， 这样能够防止生冻疮。
[0028]
目前，在使用真冰作为溜冰材料的冰场的实际运营中，真冰冰面的维 护至关重要，不仅仅会影响冰场的溜冰效果和经济成本，也决定了冰场的 安全等级。
[0029]
如果过于频繁地对冰场进行不间断的维护，虽然溜冰效果达到了，冰 场安全得到保障，但是经济成本大幅度增加，能够供人员实际使用的时间 也大幅度缩短，相反，虽然经济成本被降低，人员实际使用的时间被增加， 但是溜冰效果被大幅度降低，产生的过多的
冰纹或者过大面积的冰纹会提 升溜冰事故发生的可能性。
[0030]
下面将对本发明的冰纹分布数据采集平台的实施方案进行详细说明。
[0031]
为了克服上述不足，本发明搭建了一种冰纹分布数据采集平台，能够 有效解决相应的技术问题。
[0032]
根据本发明实施方案示出的冰纹分布数据采集平台包括：
[0033]
计时操作机构，设置在铺设真冰的冰场内，用于将上一次冰纹清理操 作完成时间点作为计时零点启动计时操作以获得当前时刻对应的计时时 间；
[0034]
温度测量机构，包括分布在所述冰场内多个不同区域的多个温度测量 元件，用于对所述多个不同区域的实时温度进行测量，并将测量获得的多 个温度数值进行最大值和最小值去除后的剩余数值的算术平均值处理，以 获得对应的参考温度均值；
[0035]
主控芯片，分别与所述计时操作机构和所述温度测量机构连接，用于 在接收到的当前时刻对应的计时时间超过预设时长时或者在接收到的参 考温度均值超过预设温度时，发出检测启动命令；
[0036]
俯拍监控设备，设置在所述冰场的正上方，与所述主控芯片连接，用 于在接收到所述检测启动命令时，执行对所述冰场的俯拍监控操作，以获 得俯拍冰场画面；
[0037]
一次映射设备，与所述俯拍监控设备连接，用于对接收到的俯拍冰场 画面执行小波滤波处理，以获得对应的滤波映射画面；
[0038]
二次映射设备，与所述一次映射设备连接，用于对接收到的滤波映射 画面执行利用动态阈值的白平衡操作，以获得对应的动态映射画面；
[0039]
梯度检测机构，与所述二次映射设备连接，用于获得所述动态映射画 面中各个像素点的各个灰度值，对每一个像素点执行以下灰度梯度值的获 取动作：获得所述像素点周边的各个像素点的各个灰度值，计算所述各个 像素点的各个灰度值的标准差，将所述标准差作为灰度梯度值输出；
[0040]
数据选择机构，与所述梯度检测机构连接，用于将所述动态映射画面 中灰度梯度值大于等于预设梯度限量的像素点作为参考像素点；
[0041]
冰纹采集机构，与所述数据选择机构连接，用于将所述动态映射画面 中的各个参考像素点进行组合以获得所述动态映射画面中的一个以上的 冰纹图案；
[0042]
信号提取机构，与所述冰纹采集机构连接，用于在所述动态映射画面 中的一个以上的冰纹图案占据的像素点数量超过第一数量限量且所述动 态映射画面中的一个以上的冰纹图案的数量超过第二数量限量时，发出清 理请求信号；
[0043]
其中，在所述动作提取机构中，所述第二数量限量小于所述第一数量 限量。
[0044]
接着，继续对本发明的冰纹分布数据采集平台的具体结构进行进一步 的说明。
[0045]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0046]
所述动作提取机构还用于在所述动态映射画面中的一个以上的冰纹 图案占据的像素点数量未超过所述第一数量限量时，发出无需清理信号。
[0047]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0048]
所述动作提取机构还用于在所述动态映射画面中的一个以上的冰纹 图案的数量未超过所述第二数量限量时，发出无需清理信号。
[0049]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0050]
所述数据选择机构还用于将所述动态映射画面中灰度梯度值小于所 述预设梯度限量的像素点作为非参考像素点。
[0051]
所述冰纹分布数据采集平台中还可以包括：
[0052]
石英振荡设备，分别与所述一次映射设备、所述二次映射设备、所述 梯度检测机构、所述数据选择机构、所述冰纹采集机构以及所述信号提取 机构连接，用于分别为所述一次映射设备、所述二次映射设备、所述梯度 检测机构、所述数据选择机构、所述冰纹采集机构以及所述信号提取机构 提供各自需要的参考时钟。
[0053]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0054]
所述一次映射设备、所述二次映射设备、所述梯度检测机构、所述数 据选择机构、所述冰纹采集机构以及所述信号提取机构都设置在所述俯拍 监控设备依附的柔性电路板上。
[0055]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0056]
所述主控芯片还用于在接收到的当前时刻对应的计时时间低于等于 所述预设时长时，发出检测中止命令。
[0057]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0058]
所述主控芯片还用于在接收到的参考温度均值小于等于所述预设温 度时，发出检测中止命令。
[0059]
所述冰纹分布数据采集平台中：
[0060]
所述俯拍监控设备还用于在接收到所述检测中止命令时，停止执行对 所述冰场的俯拍监控操作。
[0061]
同时，为了克服上述不足，本发明还搭建了一种冰纹分布数据采集方 法，所述方法包括使用一种如上述的冰纹分布数据采集平台，用于基于智 能化识别机制对冰场内的真冰裂纹数量和面积进行估算并基于估算结果 决定是否需要执行真冰裂纹的现场清理动作。
[0062]
另外，在所述冰纹分布数据采集平台中，所述一次映射设备、所述二 次映射设备、所述梯度检测机构、所述数据选择机构、所述冰纹采集机构 以及所述信号提取机构分别采用不同型号的可编程逻辑器件pld来实现。 可编程逻辑器件pld(programmable logic device)是asic的一个重要分 支，是厂家作为一种通用性器件生产的半定制电路，用户可通过对器件编 程实现所需要的功能。可编程逻辑阵列pla(programmable logic array), 它是由可编程的与阵列和可编程的或阵列组成。可编程阵列逻辑pal (programmable array logic)器件是美国mmi公司率先推出的，它由于输 出结构种类很多，设计灵活，因而得到普遍使用。pal器件的基本结构是 把一个可编程的与阵列的输出乘积项馈送到或阵列，pal器件所实现的逻 辑表达式具有积之和的形式，因而可以描述任意布尔传递函数。
[0063]
虽然上面已经详细说明了本发明的优选实施方式，可以理解，对在此 讲授的基本发明概念的许多改变和/或改进对本领域技术人员是显而易见 的，并且落入所附权利要求限定的本发明的精神和范围之内。