[發明專利]一種基于移動視頻分析的道路井蓋破損與丟失檢測方法

在審

• 申請號: 202011452468.6
• 申請日: 2020-12-12
• 公開（公告）號: CN112508916A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 王旭;贠周會;應艷麗;王欣欣;謝吉朋;賈楠;黃江林;吳斌;葉超
• 申請（專利權）人: 江西洪都航空工業集團有限責任公司
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;H04N5/232;H04N7/18;G01N21/95;G01S19/14;G01S19/16;G01S19/42
• 代理公司: 南昌新天下專利商標代理有限公司 36115
• 代理人: 王燕

一種基于移動視頻分析的道路井蓋破損與丟失檢測方法，首先搭建硬件設備，硬件設備包括360度可旋轉球機、GPS設備、顯示器、服務器及移動設備，再搭建定位系統，并調試定位系統使GPS定位在城市GIS地圖上能夠實時且準確顯示；而后在TensorFlow模型中輸入樣本圖片進行模型訓練以建立檢測模型，定位系統通過GPS定位確定每個360度可旋轉球機與對應的井蓋位置關系，360度可旋轉球機同時將采集的井蓋圖片信息發送至服務器，檢測模型將360度可旋轉球機采集的井蓋圖片信息進行分析檢測后發送至總控室的總控平臺確認核實，有效提高工作效率；同時能夠替代傳統的傳感器和物聯網的方法，大大降低成本費用，應用前景好。

技術領域

本發明涉及數字圖像處理技術領域，尤其涉及一種基于移動視頻分析的道路井蓋破損與丟失檢測方法。

背景技術

隨著全國城市化進程的不斷發展，市政公用設施建設也在發展迅速。大量市政設備、資產需要管理，其中井蓋成為了不可忽視的一項。大量安裝在外的井蓋由于缺乏有效的實時監控管理手段，給不法分子提供可乘之機，偷盜井蓋的違法行為時有發生，同時，破損和丟失的井蓋也因無法實時獲知而得不到及時修復，這樣不僅影響相關設備的正常工作，造成巨大的直接或間接經濟損失，且丟失井蓋的井口也會對道路上的車輛、行人造成極大的危害，對社會安定、安全造成極大負面影響。目前，監測井蓋破損和丟失的方法主要是通過電子標簽（或RFID）、傳感器和網絡通信的方式實現，通過電子標簽的標記對井蓋做編號和定位，由傳感器對井蓋的破損和丟失做出感知，再通過網絡通信，將感知信號傳回總控平臺，告知工作人員以便采取補救措施。這種方法的弊端之一就是成本巨大，首先需要對城市的每一個井蓋都要配備電子標簽和傳感器，而后需要每隔一段距離搭建小型基站，以便將信號穩定地傳送回總控平臺。一般情況下，一個小型城市的井蓋數量約為幾萬至幾十萬個，中型城市的井蓋數量約為幾百萬個，大型城市的井蓋數量約為上千萬個，可想而知采用這種方法對一個城市進行井蓋監測需要的費用少則千萬，多則上億。

發明內容

本發明所解決的技術問題在于提供一種基于移動視頻分析的道路井蓋破損與丟失檢測方法，以解決上述背景技術中的問題。

本發明所解決的技術問題采用以下技術方案來實現：

一種基于移動視頻分析的道路井蓋破損與丟失檢測方法，具體步驟如下：

1）硬件設備的搭建

硬件設備包括360度可旋轉球機、GPS設備、顯示器、服務器及移動設備，首先將360度可旋轉球機固定架設在移動設備上，便于360度可旋轉球機360度無死角掃描城市道路；移動設備為機動或者非機動設備，移動設備的樣式無限定，移動設備有封閉空間可以裝載GPS設備、顯示器、服務器和工作人員即可，360度可旋轉球機固定在移動設備的頂端；通過網線接將360度可旋轉球機、GPS設備、顯示器和服務器，以保證數據信號傳輸通暢；

2）定位系統的搭建

將城市道路所有井蓋位置在城市GIS地圖上逐一進行標注，而后將標注完畢的城市GIS地圖載入服務器的定位系統，調試定位系統使GPS定位在城市GIS地圖上能夠實時且準確顯示；

3）模型訓練

準備至少一萬張含有井蓋破損或丟失情況的樣本圖片，而后將樣本圖片輸入到TensorFlow（簡稱TF）模型中以建立檢測模型，TF模型將不同尺度的樣本圖片統一裁剪為固定像素大小（根據實際情況確定大小，一般情況為24x24像素），再通過TF模型的gradientdescent梯度下降函數求解檢測模型的參數，同時利用交叉熵損失loss（）函數判斷檢測模型是否最優，最后循環地迭代式訓練和評估檢測模型，以確定檢測模型中的參數，其中訓練的每一步均通過用戶代碼控制，采用簡單循環：for step in xrange(max_steps):sess.run(train_op)，并在檢測模型中設置有訓練閾值；

4）算法調試