本发明涉及大数据领域，尤其涉及一种行进方向大数据识别系统。
背景技术：
大数据包括结构化、半结构化和非结构化数据，非结构化数据越来越成为数据的主要部分。据idc的调查报告显示：企业中80％的数据都是非结构化数据，这些数据每年都按指数增长60％。
大数据就是互联网发展到现今阶段的一种表象或特征而已，没有必要神话它或对它保持敬畏之心，在以云计算为代表的技术创新大幕的衬托下，这些原本看起来很难收集和使用的数据开始容易被利用起来了，通过各行各业的不断创新，大数据会逐步为人类创造更多的价值。
技术实现要素：
本发明提供了一种行进方向大数据识别系统，搭建了适合山地环境的空中图像数据采集机制，最关键的是，引入了设置在飞机上的行进方向分析设备，用于接收采集图像中的多个足迹分块、采集图像和足迹曲线，对每一个足迹分块进行形状分析以获取对应的行进方向，基于每一个足迹分块的行进方向和所述足迹曲线的形状确定所述足迹曲线的行进方向。
本发明至少具有以下三个重要发明点：
(1)根据对当前获取图像的现场分析，确定图像拍摄的即时调整方案，从而保证了各种照明环境下的输出图像的质量；
(2)利用图像亮度信号计算中绿色系数最大的特征，通过多个独立的数据处理设备完成对图像亮度的分析，从而为后续基于图像亮度的处理和判断提供准确的参考数据；
(3)在对山体上所有足迹进行方向的统计分析的基础上，基于每一个足迹的行进方向和足迹曲线的形状确定足迹曲线的行进方向，从而提高跟踪的效率和速度。
根据本发明的一方面，提供了一种足迹行进方向大数据识别系统，所述系统包括：
拍摄支架，设置在飞机的机壳下方，所述拍摄支架采取激光焊接而被固定在飞机的机壳下方；
图像捕获设备，设置在所述拍摄支架上，包括cmos图像感应器，用于对飞机的机壳下方场景进行飞行场景图像的捕获；
通道解析设备，与所述cmos图像感应器连接，用于直接从所述cmos图像感应器处接收所述飞行场景图像，从所述飞行场景图像中获取各个像素点的红色亮度值、绿色亮度值和蓝色亮度值；
中间数据统计设备，与所述通道解析设备连接，用于针对每一个像素点执行以下操作：计算红色亮度值和蓝色亮度值的算术平均值，获取所述算术平均值的平方数；
数据比较设备，分别与所述通道解析设备和所述中间数据统计设备连接，用于接收各个像素点的平方数以及接收各个像素点的绿色亮度值，计算各个像素点的绿色亮度值的平方值，将各个像素点的绿色亮度值的平方值相加以获得绿色比较数值，将各个像素点的平方数相加以获得红蓝比较数值，并将所述绿色比较数值减去所述红蓝比较数值以获得数据比较差值；
信号输出设备，与所述数据比较设备连接，用于在所述数据比较差值的绝对值大于等于预设绝对值阈值且所述数据比较差值为正数时，输出过强光照明信号，否则，输出较弱光照明信号；
足迹检测设备，与所述图像捕获设备的数据插值单元连接，用于接收飞行场景图像，并对所述飞行场景图像执行足迹检测，以获得并输出多个足迹分块。
其中，所述图像捕获设备还包括画质增强单元和数据插值单元，所述cmos图像感应器分别与所述画质增强单元和所述数据插值单元连接，所述画质增强单元与所述数据插值单元连接；
其中，所述图像捕获设备还与所述信号输出设备连接，用于接收所述数据比较差值，还用于在接收到所述过强光照明信号时，将所述cmos图像感应器的输出的图像数据直接作为飞行场景图像输出，所述图像捕获设备还用于在接收到所述较弱光照明信号时，将所述cmos图像感应器的输出的图像数据依次通过所述画质增强单元和所述数据插值单元后作为飞行场景图像输出，其中，所述画质增强单元的增强幅度与所述数据比较差值成反比，所述数据插值单元的插值运算复杂度与所述数据比较差值成反比。
其中，所述通道解析设备、所述中间数据统计设备和所述数据比较设备由大数据服务器的各个组件分别实现。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的足迹行进方向大数据识别系统的拍摄支架的结构示意图。
图2为根据本发明实施方案示出的足迹行进方向大数据识别系统的图像捕获设备的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的足迹行进方向大数据识别系统的实施方案进行详细说明。
国际上登山户外运动的发达国家都有着比较完善的救援体系，如美国、新西兰以及欧洲目录。登山人口的增长必然带来救援工作的压力，救援的需求随之加大。
但是，登山户外运动本身具有高危险运动性，活动过程中充满变化与不确定性(正是这种特点才充满魅力)，给登山户外活动者带来风险；随着日益扩大的登山户外参与群体，无论政策法规，还是基础建设远远满足不了发展的要求；由于这种快速发展的势头，很多户外活动者盲目从众，对登山户外运动安全缺乏理性的认识，从而导致活动群体的扩大与登山户外活动理念的不协调。这些原因导致安全事故逐年升高的严峻态势。
山地救援是登山户外运动的组成部分。面对日益增长的登山户外人群和必然增多的户外事故，救援本身实际上就是发展中的工作组成部分，作为高危险项目，缺少了这方面的工作，发展必然受到限制。
现有技术中，在山地救援中，对于最关键的一环即足迹跟踪方面，仍采用人工肉眼判断的模式，过多依赖于人们的经验，同时评判的数据较少，导致获取的结果不够准确。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种足迹行进方向大数据识别系统，提供了足迹行进方向大数据识别的精度和速度。
根据本发明实施方案示出的足迹行进方向大数据识别系统包括：
拍摄支架，如图1所示，包括固定平板1、安装孔2、旋转件3和通孔4，所述拍摄支架设置在飞机的机壳下方，所述拍摄支架采取激光焊接而被固定在飞机的机壳下方，旋转件3用于旋转安装图像捕获设备；
图像捕获设备，如图2所示，设置在所述拍摄支架上，包括第一螺纹5、第二螺纹6、透明罩7、cmos图像感应器8、防水泡沫垫9和底座10，所述cmos图像感应器用于对飞机的机壳下方场景进行飞行场景图像的捕获；
通道解析设备，与所述cmos图像感应器连接，用于直接从所述cmos图像感应器处接收所述飞行场景图像，从所述飞行场景图像中获取各个像素点的红色亮度值、绿色亮度值和蓝色亮度值。
接着，继续对本发明的足迹行进方向大数据识别系统的具体结构进行进一步的说明。
在所述足迹行进方向大数据识别系统中，还包括：
中间数据统计设备，与所述通道解析设备连接，用于针对每一个像素点执行以下操作：计算红色亮度值和蓝色亮度值的算术平均值，获取所述算术平均值的平方数。
在所述足迹行进方向大数据识别系统中，还包括：
数据比较设备，分别与所述通道解析设备和所述中间数据统计设备连接，用于接收各个像素点的平方数以及接收各个像素点的绿色亮度值，计算各个像素点的绿色亮度值的平方值，将各个像素点的绿色亮度值的平方值相加以获得绿色比较数值，将各个像素点的平方数相加以获得红蓝比较数值，并将所述绿色比较数值减去所述红蓝比较数值以获得数据比较差值。
在所述足迹行进方向大数据识别系统中，还包括：
信号输出设备，与所述数据比较设备连接，用于在所述数据比较差值的绝对值大于等于预设绝对值阈值且所述数据比较差值为正数时，输出过强光照明信号，否则，输出较弱光照明信号；
所述图像捕获设备还包括画质增强单元和数据插值单元，所述cmos图像感应器分别与所述画质增强单元和所述数据插值单元连接，所述画质增强单元与所述数据插值单元连接；
所述图像捕获设备还与所述信号输出设备连接，用于接收所述数据比较差值，还用于在接收到所述过强光照明信号时，将所述cmos图像感应器的输出的图像数据直接作为飞行场景图像输出，所述图像捕获设备还用于在接收到所述较弱光照明信号时，将所述cmos图像感应器的输出的图像数据依次通过所述画质增强单元和所述数据插值单元后作为飞行场景图像输出，其中，所述画质增强单元的增强幅度与所述数据比较差值成反比，所述数据插值单元的插值运算复杂度与所述数据比较差值成反比；
足迹检测设备，与所述图像捕获设备的数据插值单元连接，用于接收飞行场景图像，并对所述飞行场景图像执行足迹检测，以获得并输出多个足迹分块；
曲线拼接设备，设置在飞机上，与所述足迹检测设备连接，用于接收多个足迹分块和飞行场景图像，并对所述多个足迹分块执行拼接处理，以获得对应的足迹曲线；
行进方向分析设备，设置在飞机上，与所述曲线检测设备连接，用于接收所述多个足迹分块、所述飞行场景图像和所述足迹曲线，对每一个足迹分块进行形状分析以获取对应的行进方向，基于每一个足迹分块的行进方向和所述足迹曲线的形状确定所述足迹曲线的行进方向，
现场显示设备，设置在飞机的前端仪表盘内，与所述行进方向分析设备连接，用于将所述足迹曲线的行进方向以及所述足迹曲线复合到所述飞行场景图像上后并进行现场显示；
其中，所述通道解析设备、所述中间数据统计设备和所述数据比较设备由大数据服务器的各个组件分别实现。
在所述足迹行进方向大数据识别系统中：
在所述行进方向分析设备中，基于每一个足迹分块的行进方向和所述足迹曲线的形状确定所述足迹曲线的行进方向包括：将每一个足迹分块的行进方向进行数值化，以获得多个方向数据，每一个方向数据为一个矢量，将所述多个方向数据进行相加以获得参考方向矢量，基于所述参考方向矢量和所述足迹曲线的形状确定所述足迹曲线的行进方向。
在所述足迹行进方向大数据识别系统中：
采用不同型号的cpld模块来分别实现所述通道解析设备、所述中间数据统计设备和所述数据比较设备。
在所述足迹行进方向大数据识别系统中：
所述通道解析设备、所述中间数据统计设备和所述数据比较设备都被设置在飞机的前端仪表盘内。
另外，所述行进方向分析设备由dsp芯片来实现。dsp芯片的内部采用程序和数据分开的哈佛结构，具有专门的硬件乘法器，广泛采用流水线操作，提供特殊的dsp指令，可以用来快速的实现各种数字信号处理算法。
根据数字信号处理的要求，dsp芯片一般具有如下的一些主要特点：(1)在一个指令周期内可完成一次乘法和一次加法。(2)程序和数据空间分开，可以同时访问指令和数据。(3)片内具有快速ram，通常可通过独立的数据总线在两块中同时访问。(4)具有低开销或无开销循环及跳转的硬件支持。(5)快速的中断处理和硬件i/o支持。(6)具有在单周期内操作的多个硬件地址产生器。(7)可以并行执行多个操作。(8)支持流水线操作，使取指、译码和执行等操作可以重叠执行。
根据dsp芯片工作的数据格式来分类的。数据以定点格式工作的dsp芯片称为定点dsp芯片，如ti公司的tms320c1x/c2x、tms320c2xx/c5x、tms320c54x/c62xx系列，ad公司的adsp21xx系列，at&t公司的dsp16/16a，motolora公司的mc56000等。以浮点格式工作的称为浮点dsp芯片，如ti公司的tms320c3x/c4x/c8x，ad公司的adsp21xxx系列，at&t公司的dsp32/32c，motolora公司的mc96002等。
采用本发明的足迹行进方向大数据识别系统，针对现有技术中足迹跟踪过于依赖人工经验的技术问题，采用了定制的图像采集调整方案和图像处理调整方案，保证了各种照明环境下的输出图像的质量以及相应数据提取的精度，尤为重要的是，在对山体上所有足迹进行方向的统计分析的基础上，基于每一个足迹的行进方向和足迹曲线的形状确定足迹曲线的行进方向，从而完全替换了人工的跟踪方式，提高了足迹跟踪的自动化程度和效率等级。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。