一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法技术

一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，首先搭建硬件设备，硬件设备包括360度可旋转球机、GPS设备、显示器、服务器及移动设备，再搭建定位系统，并调试定位系统使GPS定位在城市GIS地图上能够实时且准确显示；而后在TensorFlow模型中输入样本图片进行模型训练以建立检测模型，定位系统通过GPS定位确定每个360度可旋转球机与对应的井盖位置关系，360度可旋转球机同时将采集的井盖图片信息发送至服务器，检测模型将360度可旋转球机采集的井盖图片信息进行分析检测后发送至总控室的总控平台确认核实，有效提高工作效率；同时能够替代传统的传感器和物联网的方法，大大降低成本费用，应用前景好。

【技术实现步骤摘要】
一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法
本专利技术涉及数字图像处理
，尤其涉及一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法。
技术介绍
随着全国城市化进程的不断发展，市政公用设施建设也在发展迅速。大量市政设备、资产需要管理，其中井盖成为了不可忽视的一项。大量安装在外的井盖由于缺乏有效的实时监控管理手段，给不法分子提供可乘之机，偷盗井盖的违法行为时有发生，同时，破损和丢失的井盖也因无法实时获知而得不到及时修复，这样不仅影响相关设备的正常工作，造成巨大的直接或间接经济损失，且丢失井盖的井口也会对道路上的车辆、行人造成极大的危害，对社会安定、安全造成极大负面影响。目前，监测井盖破损和丢失的方法主要是通过电子标签（或RFID）、传感器和网络通信的方式实现，通过电子标签的标记对井盖做编号和定位，由传感器对井盖的破损和丢失做出感知，再通过网络通信，将感知信号传回总控平台，告知工作人员以便采取补救措施。这种方法的弊端之一就是成本巨大，首先需要对城市的每一个井盖都要配备电子标签和传感器，而后需要每隔一段距离搭建小型基站，以便将信号稳定地传送回总控平台。一般情况下，一个小型城市的井盖数量约为几万至几十万个，中型城市的井盖数量约为几百万个，大型城市的井盖数量约为上千万个，可想而知采用这种方法对一个城市进行井盖监测需要的费用少则千万，多则上亿。
技术实现思路
本专利技术所解决的技术问题在于提供一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，以解决上述
技术介绍
中的问题。本专利技术所解决的技术问题采用以下技术方案来实现：一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，具体步骤如下：1）硬件设备的搭建硬件设备包括360度可旋转球机、GPS设备、显示器、服务器及移动设备，首先将360度可旋转球机固定架设在移动设备上，便于360度可旋转球机360度无死角扫描城市道路；移动设备为机动或者非机动设备，移动设备的样式无限定，移动设备有封闭空间可以装载GPS设备、显示器、服务器和工作人员即可，360度可旋转球机固定在移动设备的顶端；通过网线接将360度可旋转球机、GPS设备、显示器和服务器，以保证数据信号传输通畅；2）定位系统的搭建将城市道路所有井盖位置在城市GIS地图上逐一进行标注，而后将标注完毕的城市GIS地图载入服务器的定位系统，调试定位系统使GPS定位在城市GIS地图上能够实时且准确显示；3）模型训练准备至少一万张含有井盖破损或丢失情况的样本图片，而后将样本图片输入到TensorFlow（简称TF）模型中以建立检测模型，TF模型将不同尺度的样本图片统一裁剪为固定像素大小（根据实际情况确定大小，一般情况为24x24像素），再通过TF模型的gradientdescent梯度下降函数求解检测模型的参数，同时利用交叉熵损失loss（）函数判断检测模型是否最优，最后循环地迭代式训练和评估检测模型，以确定检测模型中的参数，其中训练的每一步均通过用户代码控制，采用简单循环：forstepinxrange(max_steps):sess.run(train_op)，并在检测模型中设置有训练阈值；4）算法调试准备至少一千张含有井盖破损或丢失情况的调试图片对训练完毕的检测模型算法进行测试，并对检测后的准确率进行统计，若准确率小于90%重新对检测模型算法进行训练，可通过调整样本图片的数量和类型、调整裁剪的尺度，或调整训练阈值以实现对准确率的重置，直至准确率大于90%为止，而后将检测模型装载于服务器；5）采集视频定位系统通过GPS定位确定每个360度可旋转球机与对应的井盖位置关系，360度可旋转球机采集与之对应的井盖信息，并将采集的井盖图片信息发送至服务器；6）分析处理服务器中的检测模型将360度可旋转球机采集的井盖图片信息进行分析检测，判断井盖当前状态，并在检测模型中设置有报送模块，当检测到井盖图片信息中存在破损或丢失时，将此井盖图片抓取出来同时记录井盖的地理信息，并将该井盖图片与地理信息存储发送至总控室的总控平台进行确认核实后，告知维护人员对该破损或丢失的井盖进行维修或更换。在本专利技术中，定位系统中设置有定位模块，通过定位模块确定360度可旋转球机与待检测井盖的相对位置，能够将井盖实时位置在GIS地图上显示出来，这样既能保证在检测井盖时，不会产生遗漏，又能准确确定井盖的位置和标号，方便维护人员锁定位置进行维修。在本专利技术中，360度可旋转球机内设置有采集模块，360度可旋转球机固定架设在移动设备上（该移动设备可以是机动或非机动设备），以确保360度可旋转球机摄像头扫描无死角。在本专利技术中，检测模型中设置有分析模块，用于对360度可旋转球机采集的井盖图片信息进行分析检测。有益效果：本专利技术能够准确检测出城市道路井盖的破损或丢失状态，并第一时间告知维护人员进行维修，有效提高工作效率；同时能够替代传统的传感器和物联网的方法，大大降低成本费用，应用前景好。附图说明图1为本专利技术的较佳实施例的流程示意图。具体实施方式为了使本专利技术实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本专利技术。一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，具体步骤如下：1）硬件设备的搭建硬件设备包括360度可旋转球机、GPS设备、显示器、服务器、移动设备、网线，首先将360度可旋转球机固定架设在移动设备上，便于360度可旋转球机360度无死角扫描城市道路；移动设备为机动或者非机动设备，移动设备的样式无限定，移动设备有封闭空间可以装载GPS设备、显示器、服务器和工作人员即可，360度可旋转球机固定在移动设备的顶端；通过网线连接360度可旋转球机、GPS设备、显示器和服务器，以保证数据信号传输通畅；2）定位系统的搭建将城市道路所有井盖位置在城市GIS地图上逐一进行标注，而后将标注完毕的城市GIS地图载入服务器的定位系统，调试定位系统使GPS定位在城市GIS地图上能够实时且准确显示；3）模型训练准备至少一万张含有井盖破损或丢失情况的样本图片，而后将样本图片输入到TensorFlow（简称TF）模型中以建立检测模型，TF模型将不同尺度的样本图片统一裁剪为固定像素大小（根据实际情况确定大小，一般情况为24x24像素），再通过TF模型的gradientdescent梯度下降函数求解检测模型的参数，同时利用交叉熵损失loss（）函数判断检测模型是否最优，最后循环地迭代式训练和评估检测模型，以确定检测模型中的参数，其中训练的每一步均通过用户代码控制，采用简单循环：forstepinxrange(max_steps):sess.run(train_op)；4）算法调试准备至少一千张含有井盖破损或丢失情况的调试图片对训练完毕的检测模型算法进行测试，并对检测后的准确率进行统计，若准确率小于90%重新对检测模型算法进行训练，可通过调整样本图片本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，其特征在于，首先搭建硬件设备，硬件设备包括360度可旋转球机、GPS设备、显示器、服务器及移动设备，再搭建定位系统，并调试定位系统使GPS定位在城市GIS地图上能够实时且准确显示；而后在TensorFlow模型中输入样本图片进行模型训练以建立检测模型，定位系统通过GPS定位确定每个360度可旋转球机与对应的井盖位置关系，360度可旋转球机同时将采集的井盖图片信息发送至服务器，位于服务器中的检测模型将360度可旋转球机采集的井盖图片信息进行分析检测后发送至总控室的总控平台确认核实。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，其特征在于，首先搭建硬件设备，硬件设备包括360度可旋转球机、GPS设备、显示器、服务器及移动设备，再搭建定位系统，并调试定位系统使GPS定位在城市GIS地图上能够实时且准确显示；而后在TensorFlow模型中输入样本图片进行模型训练以建立检测模型，定位系统通过GPS定位确定每个360度可旋转球机与对应的井盖位置关系，360度可旋转球机同时将采集的井盖图片信息发送至服务器，位于服务器中的检测模型将360度可旋转球机采集的井盖图片信息进行分析检测后发送至总控室的总控平台确认核实。


2.根据权利要求1所述的一种基于移动视频分析的道路井盖破损与丢失检测方法，其特征在于，具体步骤如下：
1）搭建硬件设备
硬件设备包括360度可旋转球机、GPS设备、显示器、服务器及移动设备；
2）搭建定位系统
首先将城市道路所有井盖位置在城市GIS地图上逐一进行标注，而后将标注完毕的城市GIS地图载入服务器的定位系统，调试定位系统使GPS定位在城市GIS地图上能够实时且准确显示；
3）模型训练
准备至少一万张含有井盖破损或丢失情况的样本图片，而后将样本图片输入到TensorFlow模型中进行模型训练以建立检测模型，并在检测模型中设置有训练阈值；
4）算法调试
准备至少一千张含有井盖破损或丢失情况的调试图片对训练完毕的检测模型算法进行测试，并对检测后的准确率进行统计，直至准确率大于90%为止，而后将检测模型装载于服务器；
5）采集视频
定位系统通过GPS定位确定每个360度可旋转球机与对应的井盖位置关系，360度可旋转球机采集与之对应的井盖信息，并将采集的井盖图片信息发送至服务器；
6）分析处理

【专利技术属性】
技术研发人员：王旭，贠周会，应艳丽，王欣欣，谢吉朋，贾楠，黄江林，吴斌，叶超，
申请(专利权)人：江西洪都航空工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：江西;36