异常环境实时监测系统的制作方法

1.本发明涉及数据分析领域，尤其涉及一种异常环境实时监测系统。


背景技术：

2.数据分析的目的是把隐藏在一大批看来杂乱无章的数据中的信息集中和提炼出来，从而找出所研究对象的内在规律。在实际应用中，数据分析可帮助人们做出判断，以便采取适当行动。数据分析是有组织有目的地收集数据、分析数据，使之成为信息的过程。这一过程是质量管理体系的支持过程。在产品的整个寿命周期，包括从市场调研到售后服务和最终处置的各个过程都需要适当运用数据分析过程，以提升有效性。例如设计人员在开始一个新的设计以前，要通过广泛的设计调查，分析所得数据以判定设计方向，因此数据分析在工业设计中具有极其重要的地位。
3.离线数据分析用于较复杂和耗时的数据分析和处理，一般通常构建在云计算平台之上，如开源的hdfs文件系统和mapreduce运算框架。hadoop机群包含数百台乃至数千台服务器，存储了数pb乃至数十pb的数据，每天运行着成千上万的离线数据分析作业，每个作业处理几百mb到几百tb甚至更多的数据，运行时间为几分钟、几小时、几天甚至更长。在线数据分析也称为联机分析处理，用来处理用户的在线请求，它对响应时间的要求比较高(通常不超过若干秒)。与离线数据分析相比，在线数据分析能够实时处理用户的请求，允许用户随时更改分析的约束和限制条件。与离线数据分析相比，在线数据分析能够处理的数据量要小得多，但随着技术的发展，当前的在线分析系统已经能够实时地处理数千万条甚至数亿条记录。传统的在线数据分析系统构建在以关系数据库为核心的数据仓库之上，而在线大数据分析系统构建在云计算平台的nosql系统上。如果没有大数据的在线分析和处理，则无法存储和索引数量庞大的互联网网页，就不会有当今的高效搜索引擎，也不会有构建在大数据处理基础上的微博、博客、社交网络等的蓬勃发展。
4.目前，山地自行车作为一项极限运动项目，越来越受人们青睐。然而，山地自行车的功能有限，尤其是安全辅助功能方面，例如，每一种类型的山地自行车的跨越能力不同，当骑行者不考虑本车的能够跨越的最长沟体长度而执行选择跨越较长沟体时，必然导致安全事故的发生。


技术实现要素：

5.为了解决现有技术中的技术问题，本发明提供了一种异常环境实时监测系统，能够基于不同类型的山地自行车的沟体跨越能力决定前方中央位置的沟体能否被跨越，从而拓展了山地自行车的辅助功能。
6.为此，本发明需要具备以下三处关键的发明点：
7.(1)基于沟体图案的成像景深和沟体图案占据的最多像素行数估算沟体图案对应的沟体对象的实际长度，为山地自行车前方的沟体能否跨越提供关键的参考数据；
8.(2)在定制的视觉处理机制的基础上，沟体图案对应的沟体对象的实际长度与所
述沟体图案的成像景深正相关，所述沟体图案对应的沟体对象的实际长度与所述沟体图案占据的最多像素行数正相关；
9.(3)鉴别现场图像的中央区域，将未占据所述中央区域任何图像部分的沟体图案剔除，获得剩余的一个以上的沟体图案以作为需要山地自行车跨越的有效沟体图案用于后续分析。
10.根据本发明的一方面，提供了一种异常环境实时监测系统，所述系统包括：
11.数据存储芯片，设置在山地自行车的控制盒内，用于存储所述山地自行车对应类型所能够跨越的最大山沟长度。
12.更具体地，根据本发明的异常环境实时监测系统中，所述系统还包括：
13.前端摄像机构，设置在山地自行车的连接杆的中央位置，用于对前方行驶环境执行摄像动作，以获得行驶环境图像，所述连接杆用于连接山地自行车的左侧把手和右侧把手。
14.更具体地，根据本发明的异常环境实时监测系统中，所述系统还包括：
15.实时滤波设备，设置在山地自行车的控制盒内，与所述前端摄像机构连接，用于对接收到的行驶环境图像执行盒式滤波处理，以获得并输出相应的盒式滤波图像；
16.邻域插值设备，与所述实时滤波设备连接，用于对接收到的盒式滤波图像执行16像素
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16像素邻域的lanczos插值处理，以获得并输出相应的邻域插值图像；
17.特征鉴别机构，与所述邻域插值设备连接，用于基于沟体成像特征识别所述邻域插值图像中的各个沟体对象分别对应的各个沟体图案；
18.对象剔除设备，与所述特征鉴别机构连接，用于将所述邻域插值图像中的中央像素列以及距离所述中央像素列小于等于预设数量像素列的多个像素列一起作为所述邻域插值图像的中央区域，将未占据所述中央区域任何图像部分的沟体图案剔除，以获得剩余的一个以上的沟体图案；
19.沟体分析机构，与所述对象剔除设备连接，用于对每一个剩余的沟体图案执行以下动作：基于所述沟体图案的成像景深和所述沟体图案占据的最多像素行数估算所述沟体图案对应的沟体对象的实际长度；
20.指令触发设备，分别与所述沟体分析机构和所述数据存储芯片连接，用于在剩余的一个以上的沟体图案分别对应的一个以上的沟体对象中存在实际长度超过最大山沟长度的沟体对象时，发出无法跨越指令。
21.本发明的异常环境实时监测系统运行智能、方便实用。由于能够基于不同类型的山地自行车的沟体跨越能力决定前方中央位置的沟体能否被跨越，从而拓展了山地自行车的辅助功能。
附图说明
22.以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
23.图1为根据本发明实施方案示出的异常环境实时监测系统的前端摄像机构的部件示意图。
具体实施方式
24.下面将参照附图对本发明的异常环境实时监测系统的实施方案进行详细说明。
25.山地车，起源于美国，1974年gary fisher、charlie kelly、tom ritchey想要一辆可以在公路外骑行的自行车，远离“警察、汽车和建筑物”，于是他们开始将配件和摩托车部件安装到二战前结实的单沙滩车上。同一年，gary fisher和他的朋友们无惧死亡的“塔马尔帕斯山之行”为全新骑行风格的诞生铺平了道路。随着gary fisher在山地领域引起的巨大反响，他的klunker随后被mountain bike action杂志评选为“历史十大山地车”之一。1976年charlie kelly开始推动焕然一新的下坡赛，这是第一个伟大的山地自行车活动。charlie kelly委托制商joe breeze设计并开发越野自行车，这是有史以来制造的第一批“山地自行车”并命名为“breeze”。joe breeze以breeze为原型在1977年至1978年之间完成设计和制造了9个系列的车型，breeze的原型车现在在美国史密森学会的国家博物馆收藏。
26.山地车是专门为越野(丘陵，小径，原野及砂土碎石道等)行走而设计的自行车，运动员骑山地车沿规定的下坡线路高速滑降，速度快者为胜，吸引了众多的爱好者。自行车虽然始于欧洲，但美国人发明的山地车却一扫传统的自行车概念，将一股新风吹遍全球。如今已受到越来越多的中国年轻人喜欢，成为一种健康时尚的运动受到人们的欢迎。
27.目前，山地自行车作为一项极限运动项目，越来越受人们青睐。然而，山地自行车的功能有限，尤其是安全辅助功能方面，例如，每一种类型的山地自行车的跨越能力不同，当骑行者不考虑本车的能够跨越的最长沟体长度而执行选择跨越较长沟体时，必然导致安全事故的发生。
28.为了克服上述不足，本发明搭建了一种异常环境实时监测系统，能够有效解决相应的技术问题。
29.根据本发明实施方案示出的异常环境实时监测系统包括：
30.数据存储芯片，设置在山地自行车的控制盒内，用于存储所述山地自行车对应类型所能够跨越的最大山沟长度；
31.前端摄像机构，如图1所示，设置在山地自行车的连接杆的中央位置，用于对前方行驶环境执行摄像动作，以获得行驶环境图像，所述连接杆用于连接山地自行车的左侧把手和右侧把手；
32.实时滤波设备，设置在山地自行车的控制盒内，与所述前端摄像机构连接，用于对接收到的行驶环境图像执行盒式滤波处理，以获得并输出相应的盒式滤波图像；
33.邻域插值设备，与所述实时滤波设备连接，用于对接收到的盒式滤波图像执行16像素
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16像素邻域的lanczos插值处理，以获得并输出相应的邻域插值图像；
34.特征鉴别机构，与所述邻域插值设备连接，用于基于沟体成像特征识别所述邻域插值图像中的各个沟体对象分别对应的各个沟体图案；
35.对象剔除设备，与所述特征鉴别机构连接，用于将所述邻域插值图像中的中央像素列以及距离所述中央像素列小于等于预设数量像素列的多个像素列一起作为所述邻域插值图像的中央区域，将未占据所述中央区域任何图像部分的沟体图案剔除，以获得剩余的一个以上的沟体图案；
36.沟体分析机构，与所述对象剔除设备连接，用于对每一个剩余的沟体图案执行以下动作：基于所述沟体图案的成像景深和所述沟体图案占据的最多像素行数估算所述沟体
图案对应的沟体对象的实际长度；
37.指令触发设备，分别与所述沟体分析机构和所述数据存储芯片连接，用于在剩余的一个以上的沟体图案分别对应的一个以上的沟体对象中存在实际长度超过最大山沟长度的沟体对象时，发出无法跨越指令。
38.接着，继续对本发明的异常环境实时监测系统的具体结构进行进一步的说明。
39.所述异常环境实时监测系统中：
40.所述指令触发设备还用于在剩余的一个以上的沟体图案分别对应的一个以上的沟体对象中不存在实际长度超过最大山沟长度的沟体对象时，发出允许跨越指令。
41.所述异常环境实时监测系统中还可以包括：
42.语音播放芯片，设置在所述前端摄像机构的附近，与所述指令触发设备连接，用于接收并播放与所述无法跨越指令对应的语音警示文件；
43.其中，所述语音播放芯片还用于接收并播放与所述允许跨越指令对应的语音播放文件。
44.所述异常环境实时监测系统中：
45.基于所述沟体图案的成像景深和所述沟体图案占据的最多像素行数估算所述沟体图案对应的沟体对象的实际长度包括：所述沟体图案对应的沟体对象的实际长度与所述沟体图案的成像景深正相关。
46.所述异常环境实时监测系统中：
47.基于所述沟体图案的成像景深和所述沟体图案占据的最多像素行数估算所述沟体图案对应的沟体对象的实际长度包括：所述沟体图案对应的沟体对象的实际长度与所述沟体图案占据的最多像素行数正相关。
48.所述异常环境实时监测系统中：
49.基于沟体成像特征识别所述邻域插值图像中的各个沟体对象分别对应的各个沟体图案包括：将所述邻域插值图像中亮度值在沟体亮度分布范围内的像素作为沟体像素。
50.所述异常环境实时监测系统中：
51.基于沟体成像特征识别所述邻域插值图像中的各个沟体对象分别对应的各个沟体图案还包括：将所述邻域插值图像中各个沟体像素进行孤点去除以获得多个剩余沟体像素，对所述多个剩余沟体像素执行拟合以获得各个沟体对象分别对应的各个沟体图案。
52.所述异常环境实时监测系统中还可以包括：
53.锂电池，设置在山地自行车的控制盒内，分别与所述语音播放芯片、所述指令触发设备、所述沟体分析机构和所述数据存储芯片连接。
54.所述异常环境实时监测系统中：
55.所述锂电池用于分别为所述语音播放芯片、所述指令触发设备、所述沟体分析机构和所述数据存储芯片提供电力支持。
56.另外，在所述异常环境实时监测系统中，所述数据存储芯片为flash闪存。flash闪存是属于内存器件的一种。闪存则是一种非易失性(non-volatile)内存，在没有电流供应的条件下也能够长久地保持数据，其存储特性相当于硬盘，这项特性正是闪存得以成为各类便携型数字设备的存储介质的基础。nand闪存的存储单元则采用串行结构，存储单元的读写是以页和块为单位来进行(一页包含若干字节，若干页则组成储存块，nand的存储块大
小为8到32kb)，这种结构最大的优点在于容量可以做得很大，超过512mb容量的nand产品相当普遍，nand闪存的成本较低，有利于大规模普及。
57.应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或他们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。
58.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。
59.上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。