本實(shí)用新型涉及城市公共安全監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著城市交通發(fā)展，出現(xiàn)了越來(lái)越多的立交橋、涵洞等道路設(shè)施，每逢雨季降水量過(guò)大時(shí)，會(huì)引發(fā)積水和內(nèi)澇，造成交通不便、人民生命財(cái)產(chǎn)損失等危害。

現(xiàn)有的道路積水監(jiān)測(cè)方案主要分為人工監(jiān)測(cè)和通過(guò)設(shè)備監(jiān)測(cè)，人工監(jiān)測(cè)費(fèi)時(shí)費(fèi)力。設(shè)備監(jiān)測(cè)需要安裝新的設(shè)備并維護(hù)，成本較高，且適用情況少。如申請(qǐng)公布號(hào)為CN104061977A(申請(qǐng)?zhí)枮?01410233256.7)的中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利申請(qǐng)《一種壓阻傳感式隧道積水警示裝置》，其中公開(kāi)的壓阻傳感式隧道積水警示裝置則需要鋪設(shè)在隧道和涵洞內(nèi)，以用于實(shí)現(xiàn)積水水位的檢測(cè)。鋪設(shè)成本高，且該壓阻傳感式隧道積水警示裝置僅能檢測(cè)設(shè)置位置的水位，不適用于中間凹凸或者路面變形而不規(guī)則的道路積水點(diǎn)監(jiān)測(cè)，不能準(zhǔn)確的反映水面下道路的異常情況，適用范圍較小。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)提供一種成本低，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)各種路面狀況的道路積水情況的結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)。

本實(shí)用新型解決上述問(wèn)題所采用的技術(shù)方案為：一種結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，其特征在于包括：

圖像采集裝置，用于采集積水監(jiān)測(cè)點(diǎn)道路的路面特征圖像數(shù)據(jù)；

數(shù)據(jù)服務(wù)器，與所述圖像采集裝置通訊連接，用于處理和計(jì)算圖像采集裝置傳送的圖像數(shù)據(jù)以獲取路面的積水情況；

警示裝置，與所述數(shù)據(jù)服務(wù)器相連接，接收數(shù)據(jù)服務(wù)器傳送的數(shù)據(jù)并告警路面的積水情況；

所述數(shù)據(jù)服務(wù)器包括：

圖像采集卡，與所述圖像采集裝置相連接，將圖像采集裝置采集的圖像數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字圖像信號(hào)；

存儲(chǔ)器，與所述圖像采集卡相連接，用于存儲(chǔ)圖像采集卡傳送的數(shù)字圖像信號(hào)數(shù)據(jù)；

圖像處理器，分別與所述圖像采集卡、存儲(chǔ)器和警示裝置相連接，用于處理存儲(chǔ)器中的數(shù)字圖像信號(hào)數(shù)據(jù)并計(jì)算獲取采集積水監(jiān)測(cè)點(diǎn)道路路面積水各水面邊界信息和水位信息，進(jìn)而獲取積水的警示信息以傳送至警示裝置。

為了擴(kuò)大道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的監(jiān)測(cè)范圍，還包括設(shè)置在所述積水監(jiān)測(cè)點(diǎn)道路上的水位標(biāo)尺。

可選擇地，所述警示裝置為警示燈和/或顯示裝置。

低成本地，所述圖像采集裝置為道路上的監(jiān)控設(shè)備。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)在于：本實(shí)用新型中的結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)，利用圖像處理的方式的對(duì)檢測(cè)點(diǎn)道路上的積水情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)。如此可以獲取路面上各個(gè)位置的積水深度，適用于中間具有凹凸、變形不規(guī)則等各種不同狀況道路路面的積水檢測(cè)，準(zhǔn)確的反應(yīng)路面上的積水情況，指導(dǎo)性更強(qiáng)，適用性更廣。本實(shí)用新型中采用的圖像采集裝置可以利用原有道路上的監(jiān)控設(shè)備，基本無(wú)需鋪設(shè)新的監(jiān)控設(shè)施，節(jié)省了安裝和維護(hù)成本。

附圖說(shuō)明

圖1為本實(shí)用新型實(shí)施例中結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本實(shí)施例中的結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)包括圖像采集裝置1、數(shù)據(jù)服務(wù)器2和警示裝置3。

其中圖像采集裝置1可以采用道路上原有的監(jiān)控設(shè)備，即道路上安裝的攝像頭等裝置，無(wú)需重新鋪設(shè)新的設(shè)備，有效降低了設(shè)備成本。該圖像采集裝置1用于采集檢測(cè)點(diǎn)道路的路面特征圖像數(shù)據(jù)。

數(shù)據(jù)服務(wù)器2則與圖像采集裝置1通訊連接，用于處理和計(jì)算圖像采集裝置1傳送的圖像數(shù)據(jù)以獲取路面的積水情況。數(shù)據(jù)服務(wù)器2中對(duì)圖像數(shù)據(jù)的處理和計(jì)算均采用現(xiàn)有的圖像處理算法。

該數(shù)據(jù)服務(wù)器2具體包括圖像采集卡21、存儲(chǔ)器22和圖像處理器23。

圖像采集卡21與所述圖像采集裝置1相連接，該圖像采集卡21根據(jù)需要在現(xiàn)有的圖像采集卡21中進(jìn)行選擇，該圖像采集卡21能夠?qū)D像采集裝置1傳送的圖像數(shù)據(jù)進(jìn)行拉伸、降噪、壓縮等初步處理，進(jìn)而轉(zhuǎn)換為離散的數(shù)字圖像信號(hào)，以方便圖像處理器23進(jìn)行處理計(jì)算。

存儲(chǔ)器22則與圖像采集卡21相連接，圖像采集卡21處理后的數(shù)據(jù)圖像信號(hào)數(shù)據(jù)則存儲(chǔ)在該存儲(chǔ)器22中。該存儲(chǔ)器22中還存儲(chǔ)有各個(gè)積水檢測(cè)點(diǎn)的水位比配圖。該水位比配圖可以通過(guò)如下方式獲取：通過(guò)技術(shù)手段(如三維激光掃描技術(shù))建立積水檢測(cè)點(diǎn)道路的3D模型，并計(jì)算獲取不同高度的水位等高線，然后與晴天時(shí)采集的路面特征圖像相疊加，生成各個(gè)積水檢測(cè)點(diǎn)的水位比配圖，進(jìn)而將該水位比配圖作為積水深度比配的基準(zhǔn)。

圖像處理器23分別與圖像采集卡21、存儲(chǔ)器22和警示裝置3相連接，該圖像處理器23可以使用現(xiàn)有的CPU芯片。該圖像處理器23用于處理存儲(chǔ)器22中的數(shù)字圖像信號(hào)數(shù)據(jù)并計(jì)算獲取采集積各水監(jiān)測(cè)點(diǎn)道路路面積水的水面邊界信息，再和存儲(chǔ)器22中的水位比配圖對(duì)比計(jì)算獲取實(shí)際道路中相應(yīng)的積水水位高度信息，進(jìn)而獲取積水的警示信息以傳送至警示裝置3。

圖像處理器23通過(guò)對(duì)道路的平面俯視圖中的積水邊界數(shù)據(jù)，能根據(jù)

警示裝置3則與數(shù)據(jù)服務(wù)器2中的圖像處理器23相連接，當(dāng)圖像處理器23中獲取的水位信息超過(guò)水位閾值時(shí)，則發(fā)送告警信息給警示裝置3，警示接收數(shù)據(jù)服務(wù)器2傳送的數(shù)據(jù)并告警路面的積水情況。該警示裝置3可以采用警示燈、顯示裝置或者警示燈和顯示裝置的組合。警示燈可以采用多種顏色的警示燈，分別代表不同水位的告警信息。顯示裝置可以采用LED顯示屏，在LED顯示屏上可以將圖像處理器23處理獲取的道路整個(gè)路面上的水位情況直接顯示出來(lái)，更加直觀。

根據(jù)需要，還可以在各監(jiān)測(cè)點(diǎn)的道路上安裝水位標(biāo)尺，如此當(dāng)積水深度高于路面或者積水邊界超出攝像頭范圍時(shí)，基于路邊放置的普通水位標(biāo)尺甚至路邊墻面畫(huà)置的臨時(shí)標(biāo)尺測(cè)量積水深度。而相應(yīng)地的水位比配圖上補(bǔ)充普通水位標(biāo)尺刻度對(duì)應(yīng)的水位高度，以擴(kuò)展水位比配范圍。

該結(jié)合路面特征的道路積水?dāng)?shù)據(jù)采集系統(tǒng)的使用方法如下：

步驟A1:將道路監(jiān)控?cái)z像頭和道路監(jiān)控服務(wù)器等現(xiàn)有的基礎(chǔ)設(shè)施作為圖像采集裝置1，道路監(jiān)控?cái)z像頭采集積水監(jiān)測(cè)點(diǎn)路面圖像數(shù)據(jù)并傳輸至道路監(jiān)控服務(wù)器，然后道路監(jiān)控服務(wù)器把道路監(jiān)控?cái)z像頭采集的圖像數(shù)據(jù)傳輸給數(shù)據(jù)服務(wù)器2的圖像采集卡21。

步驟B1:圖像采集卡21開(kāi)始對(duì)圖像格式進(jìn)行初步處理，將道路監(jiān)控?cái)z像頭視頻幀格式采樣取得的圖片數(shù)據(jù)進(jìn)行圖像拉伸，降噪，壓縮等處理，得到便于圖像處理器23處理的圖像信號(hào)數(shù)據(jù)，并傳輸給圖像處理器23。

步驟B2:圖像處理器23利用現(xiàn)有的圖形算法確定圖像中是否存在積水水面，若不存在則返回步驟A1，若存在則進(jìn)入步驟B3。

步驟B3:圖像處理器23利用現(xiàn)有的圖形邊界識(shí)別算法確定圖像中水面的邊界線，并進(jìn)入步驟B4。

步驟B4:圖像處理器23將圖像水面邊界線和水位比配圖進(jìn)行對(duì)比計(jì)算，獲取積水的深度，若積水深度超過(guò)閾值則進(jìn)入步驟C1，若水位未超過(guò)閾值則返回到步驟A1。

步驟C1：通過(guò)警示裝置3提醒、阻止司機(jī)、行人進(jìn)入積水深區(qū)，并返回步驟A1。

步驟B4和C1返回到步驟A1時(shí)，進(jìn)一步地，因?yàn)橐呀?jīng)發(fā)生積水，可以返回一個(gè)參數(shù)給數(shù)據(jù)服務(wù)器2中的圖像處理器23，相應(yīng)地在步驟B1時(shí)圖像處理器23控制增加圖像采集卡21的采樣頻率以提高監(jiān)測(cè)實(shí)時(shí)性。