一种公路标识的监管方法和系统技术方案

一种公路标识的监管方法和系统，该方法包括：首先，由已有的公路标准GPS和图像数据，通过标注单序列方式建立起预处理标准模型；其次，通过巡检操作获取最新实时GPS和图像数据，通过标注双序列方式建立实时模型；然后，将实时模型数据经过双序列匹配搜索与标准模型数据进行比对，将由实时模型中获取的实时最佳图像与标准模型中的标准图像进行匹配；进而，利用图像匹配算法对比标准模型图像数据，从而确定标识损坏的具体类型；最后，根据识别结果、维修状态更新标准模型。本发明专利技术依据公路标识位置和图像间内在关联关系，周期性实时采集、自动识别和定位公路标识损坏及其类型，提高了公路资产检测效率，降低了维护工作量。

【技术实现步骤摘要】
一种公路标识的监管方法和系统
本专利技术涉及计算机信息
，特别是一种采用信息化系统对公路标识进行监管的方法和系统。
技术介绍
道路作为基础建设之一是公共资产的重要组成部分，道路建设完成之后，需要对其进行实时监管与养护才能保证道路的正常使用，同时实时监管与养护也是保护公路资产的最基本手段之一。目前用于道路监管与养护的系统主要有路面管理系统和桥梁管理系统等，而这些系统仅用于对地质以及公路路面进行检测与养护，无法实现公路标识的监管。公路标识通常设置在公路的两侧或公路上方，对其监护时需要工作人员沿途进行现场的数据采集和录入，不仅耗费大量的人力、物力、时间及资源，容易出现漏检、漏记等情况，而且由于检测周期耗费时间长，会出现损毁的公路标识得不到及时发现与更换，影响了道路的规范、美观及安全指数，对人们的出行指示产生消极的影响；另外，由于人为判断的差异性，容易造成标准不统一等问题出现。高速公路上公路标识的完好对驾驶员安全行使的重要性更是不言而喻，如在高速公路上出现公路标识的缺失很容易导致高速行驶的车辆出现飞车等严重交通事故；再加上高速公路的长距离性和车辆行使速度过快等特点，还会对工作人员的作业效率产生影响，更重要的是还会危及工作人员的自身安全。
技术实现思路
本专利技术需要解决的技术问题是提供一种无需工作人员到现场即可对公路标识进行实时监测并对故障标识进行准确定位的监管方法和监管系统。为解决上述技术问题，本专利技术所采取的技术方案如下。一种公路标识的监管方法，其特征在于具体包括以下步骤：S101.建立公路标识的预处理标准模型；S102.获取公路标识的实时信息，并建立实时模型；S103.通过专家算法获取步骤S102采集到的实时信息中公路标识的实时最佳图像；S104.对步骤S103中得到的实时最佳图像与步骤S101中预处理标准模型的标准图像通过序列搜索进行匹配，通过专家算法得出实际公路标识损坏的具体分类，并存储；S105.根据识别结果来判断是否需要维修，并根据反馈的维修结果来确定是否需要更新预处理标准模型中的标准图像；S106.建立数据库，对步骤S101～S104中的数据进行管理；S107.设计上位机界面，以直观的方式将数据进行显示，实现人们对公路标识监管的实际需求。本专利技术步骤S101具体包括以下内容：S1011.确定摄像头型号，并根据公路标识的高度位置等参数计算，在巡检车上的合适位置安装摄像头；S1012.采集公路标识的标准图像；S1013.采集公路标识的标准GPS定位信息；S1014.根据步骤S1012和S1013采集的结果，通过标注单序列方式建立预处理标准模型。本专利技术步骤S102具体包括以下内容：S1021.采用相机的视频模式获取公路标识的实时图像信息；S1022.对公路标识进行实时GPS定位，获得公路标识的实时GPS信息；S1023.将实时GPS信息与相应的实时图像进行匹配，并通过标注双序列方式建立实时模型。本专利技术步骤S1023具体包括以下内容：首先，对公路标识的实时GPS信息逐条进行采集，并进行序列标记；其次，计算公路标识实时图像信息的采样频率，并对采样图像进行双序列标记；然后，判断公路标识的实时图像信息和实时GPS信息的首序列是否匹配，如匹配，则建立实时模型。本专利技术步骤S103具体包括以下内容：S1031.图像进行初步处理；S1032.挑选含有公路标识的实时最佳图像。本专利技术步骤S1031中采用专家算法对图像进行初步处理，处理内容包括对S102中采集到的图像进行的初步去噪、滤波、还原、倾斜矫正、运动模糊消除的处理步骤。本专利技术步骤S1032具体包括以下内容：首先，对实时图像经过初步处理后获得的n帧图像进行检测(n＝1...5)；其次，根据公路标识颜色的特殊性，将RGB转换为HSV颜色空间；然后，通过HSV颜色空间来判定当前图像中是否含有特殊颜色；再次，通过颜色区域对图像进行进一步分割；最后，比较不同图像之间的分割区域大小，选取分割区域最大的作为实时最佳图像。本专利技术步骤S104具体包括以下内容：S1041，计算阈值，使实时GPS信息与标准GPS经纬信息进行匹配；S1042，保存在阈值范围内的实时GPS信息，并保存与之匹配的预处理标准模型的GPS单序列与实时模型中的GPS双序列；S1043，根据阈值要求，将匹配的实时GPS信息再与预处理标准模型对应的标准图像以及实时模型中对应的实时最佳图像进行匹配；S1044，通过专家算法得出实时最佳公路标识损坏的具体分类，并存储。一种公路标识的监管系统，该系统包括：图像采集模块101，用于对公路标识进行图像采集；GPS信息采集模块102，用于对公路标识的GPS定位信息进行采集；预处理标准模型与实时模型建立模块103，用于通过图像采集模块101、GPS信息采集模块102对定点公路标识的标准图像信息以及标准GPS经纬信息分别进行同步序列标记，建立标准图像信息与标准GPS经纬信息序列一一对应的公路标识预处理标准模型；通过图像采集模块101、GPS信息采集模块102对公路标识的实时GPS信息和实时图像进行采集，提取公路标识的实时GPS信息以及实时GPS信息对应的图像信息，通过图像采样及双序列标记建立公路标识的实时模型；两模型匹配模块104，对预处理标准模型与实时模型建立模块103中通过序列匹配及阈值删选提取关键图像，将选取的关键图像通过参数计算和专家算法控制，对定点GPS对应的含有公路标识的关键图像进行处理，并通过处理从中得出实时最佳图像；图像处理与识别模块105，用于将两模型匹配模块104中通过专家算法统计后得出的含有公路标识的实时最佳图像和预处理标准模型与实时模型建立模块103中统计的标准图像信息进行模式匹配，通过专家算法匹配训练，得出实际匹配后的公路标识的损坏类型，并进行分类存储；数据库模块106，用于对系统中的数据信息进行有序、有效的监管，建立数据库机制；上位机控制模块107，与数据库模块中数据库进行链接，直观显示处理后的数据。上述一种公路标识的监管系统，所述上位机控制模块显示的信息主要包括定点公路标识的GPS经纬度信息、定点公路标识的图像、图像识别后的具体类别、公路标识的损坏状态信息以及维修是否完成的标识信息。由于采用了以上技术方案，本专利技术所取得技术进步如下。本专利技术集公路标识资产信息获取、检测、识别、定位功能于一体，能够对公路标识是否损坏、损毁类型以及损毁地点进行自动检测，缩短了公路资产的检测周期，提高了检测效率，减少了安全隐患，有效保证了公路的行驶安全。本专利技术的应用为高速公路的资产情况采集提供了便捷的采集路径，为高速公路的资产清理提供了简单的通道，为工作人员维护高速公路的行驶安全带来了极大的便利，对减少公路行驶安全事故有一定的积极作用，相比传统的资产清理系统更为高效，节省了人力、财力、物力。本专利技术GPS定位系统能够对公路标识故障点的位置进行定位和统计，实现智能定位，能准确获得损毁公路标识的具体位置，且对于GPS覆盖的任意路段均实用，适用范围广。图像处理过程采用先进的专家算法，保证了处理结果的准确性；同时，对各种可能出现的故障均进行了特征提取和计算，能够识别多种由于不同因素引起的公路标识故障，涵盖范围广，识别性能高。本专利技术将GPS与图像的集成信息以及识别后的各类数据，形成数据本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种公路标识的监管方法，其特征在于具体包括以下步骤：S101.建立公路标识的预处理标准模型；S102.获取公路标识的实时信息，并建立实时模型；S103.通过专家算法获取步骤S102采集到的实时信息中公路标识的实时最佳图像；S104.对步骤S103中得到的实时最佳图像与步骤S101中预处理标准模型的标准图像通过序列搜索进行匹配，通过专家算法得出实际公路标识损坏的具体分类，并存储；    S105.根据识别结果来判断是否需要维修，并根据反馈的维修结果来确定是否需要更新预处理标准模型中的标准图像；S106.建立数据库，对步骤S101~S104中的数据进行管理；S107.设计上位机界面，以直观的方式将数据进行显示，实现人们对公路标识监管的实际需求。

【技术特征摘要】
1.一种公路标识的监管方法，其特征在于具体包括以下步骤：S101.建立公路标识的预处理标准模型；S102.获取公路标识的实时信息，并建立实时模型；S103.通过专家算法获取步骤S102采集到的实时信息中公路标识的实时最佳图像；S104.对步骤S103中得到的实时最佳图像与步骤S101中预处理标准模型的标准图像通过序列搜索进行匹配，通过专家算法得出实际公路标识损坏的具体分类，并存储；S105.根据识别结果来判断是否需要维修，并根据反馈的维修结果来确定是否需要更新预处理标准模型中的标准图像；S106.建立数据库，对步骤S101~S104中的数据进行管理；S107.设计上位机界面，以直观的方式将数据进行显示，实现人们对公路标识监管的实际需求。2.根据权利要求1所述的一种公路标识的监管方法，其特征在于步骤S101具体包括以下内容：S1011.确定摄像头型号，并根据公路标识的高度位置计算，在巡检车上的合适位置安装摄像头；S1012.采集公路标识的标准图像；S1013.采集公路标识的标准GPS定位信息；S1014.根据步骤S1012和S1013采集的结果，通过标注单序列方式建立预处理标准模型；所述单序列标记方式为对同步采集的标准图像与GPS信息根据采集顺序逐次标记。3.根据权利要求1所述的一种公路标识的监管方法，其特征在于步骤S102具体包括以下内容：S1021.采用相机的视频模式获取公路标识的实时图像信息；S1022.对公路标识进行实时GPS定位，获得公路标识的实时GPS信息；S1023.将实时GPS信息与相应的实时图像进行匹配，并通过标注双序列方式建立实时模型；所述双序列标记方式为以实时信息的采集时间为序列标记实时GPS信息；对根据一定采样频率采集的实时图像首先以实时时间为序进行首序列标记，其次对具有同一实时时间序号的多帧实时图像按照采样顺序再进行次序列标记。4.根据权利要求3所述的一种公路标识的监管方法，其特征在于步骤S1023具体包括以下内容：首先，对公路标识的实时GPS信息逐条进行采集，并进行序列标记；其次，计算公路标识实时图像信息的采样频率，并对采样图像进行双序列标记；然后，判断公路标识的实时图像信息和实时GPS信息的首序列是否匹配，如匹配，则建立实时模型。5.根据权利要求1所述的一种公路标识的监管方法，其特征在于步骤S103具体包括以下内容：S1031.图像进行初步处理；S1032.挑选含有公路标识的实时最佳图像。6.根据权利要求5所述的一种公路标识的监管方法，其特征在于：步骤S1031中采用专家算法对图像进行初步处理，处理内容包括对S102中采集到的图像进行的初步去噪、滤波、还原、倾斜矫正、运动模糊消除的处理步骤。7.根据权利要求5所述的一种公路标识的监管方法，其特征在于步骤S1032具体包括以下内容：首先，对实时图像经过初步处理后获得...

【专利技术属性】
技术研发人员：彭可，谢琴，邵添，郭启明，阳领，冯准，王世杰，李仲阳，
申请(专利权)人：湖南师范大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43