[发明专利]一种基于计算机视觉的道路井盖监控装置及监控方法

说明书

一种基于计算机视觉的道路井盖监控装置，包括摄像机、通信电缆和上位计算机，摄像机设置在支架上，井盖位于摄像机监控范围内；通信电缆的一端与摄像机连接，另一端与上位计算机连接；基于计算机视觉的道路井盖监控方法，通过摄像机采集包含井盖的城市道路视频图像，利用井盖的先验颜色对视频图像进行灰度图像转换，将灰度图像二值化处理后得到井盖背景区域，根据井盖背景区域，确定当前视频图像帧中与其对应的相同的区域，得到井盖前景区域，通过计算井盖前景区域的直方图和井盖背景区域的直方图之间的距离从而对井盖的状态作出判断，该监控装置和方法能实时监测井盖状态，使相关人员对井盖异常状态能及时作出反应，提高城市井盖设施管理水平。

技术领域

本发明涉及一种基于计算机视觉的道路井盖监控装置及监控方法，属于公用设施安防技术领域。

背景技术

随着城市化进程的加快，市政公用基础设施建设发展迅速。城市道路井盖作为市政建设的重要资产，对城市设施管理具有重要意义。目前，城市道路井盖的遗失或破损作为城市设施管理的一个顽疾，已在社会上引起广泛关注，为此各地区管理部门纷纷采取措施应对道路井盖管理难题。

当前城市道路上所使用的各种防盗式井盖，基本是从井盖的材料以及结构设计方面进行改造，或是在井盖上增加报警传感装置。这两种方式在一定程度上能检测到井盖遗失问题，但无法检测出井盖是否破损，而破损的井盖同样无法为井下设施提供保护，存在严重的设施管理隐患。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种基于计算机视觉的道路井盖监控装置及监控方法，该监控装置和监控方法能够实时监测井盖是否处于遗失或破损的状态，使相关工作人员对于井盖的异常状态能够及时作出反应，有助于提高城市井盖设施的管理水平。

为了实现上述目的，本发明提供一种基于计算机视觉的道路井盖监控装置，包括摄像机、通信电缆和上位计算机，所述的摄像机安装在支架上，井盖位于摄像机监控范围内；通信电缆的一端与摄像机连接，另一端与上位计算机连接；

所述摄像机用于采集井盖的视频信息，通信电缆用于将摄像机采集到的视频数据信号传送至上位计算机，上位计算机对接收到的数据信号进行处理和分析，并在井盖处于异常状态时，进行报警提示。

一种基于计算机视觉的道路井盖监控方法，包括如下步骤：

(1)通过监控装置采集包含井盖的城市道路视频图像，并通过通信电缆线路传递给上位计算机进行相关算法的处理；

(2)利用井盖的先验颜色信息对步骤(1)中采集到的包含井盖的图像帧进行处理，将其转换成灰度图像；

(3)对得到的灰度图像进行二值化处理；

对于图像中某个位置上像素的灰度值，如果其值大于阈值A，则在二值图像上该位置像素的值置为255，否则值置为0；

(4)从步骤(3)中得到的二值化图像中，找到该二值化图像中区域的像素值都为255且面积最大的区域，若最大区域内像素的数量大于阈值B，则判定该最大区域就是井盖的位置，称之为井盖背景区域，否则表明所监控的范围内没有井盖；

(5)采集当前的视频图像帧，根据步骤(4)所得到的井盖背景区域确定当前视频图像帧中所对应的相同的区域，称之为井盖前景区域，并分别生成井盖前景区域的直方图H_o(s)和井盖背景区域的直方图H_b(s)，其中s∈[1,m]，m是直方图的级数；

(6)计算井盖前景区域直方图和井盖背区域直方图的距离：