本发明涉及状态识别领域，尤其涉及一种共享单车倾倒状态检测系统。
背景技术：
共享单车是指企业在校园、地铁站点、公交站点、居民区、商业区、公共服务区等提供自行车单车共享服务，是一种分时租赁模式。共享单车已经越来越多地引起人们的注意，由于其符合低碳出行理念，各个国家的政府部门对这一新鲜事物也处于鼓励的阶段。
然而，由于共享单车的发展速度较快，其后期管理和维护难以跟上其数量的增长。同时，与网约车不同，自行车的运营受季节变化、天气状况等影响也比较大。至于遇上台风暴雨，则无论地处何方，公共自行车出行的订单量，都会直线下降甚至归零，而平台还得面对更加高昂的车损折旧成本。与“有桩”的公共自行车相比，这种随时取用和停车的“无桩”理念给市民带来了极大便利的同时，也导致“小红车”和“小黄车”的“乱占道”现象更加普遍，城市空间的管理因而变得更加困难。
由于乱停放或大风刮倒等原因，一旦共享单车处于横放状态，顾客愿意骑行的心态立即产生变化，他们可能会选择那些看起来维护状态良好且摆放整齐的车辆进行骑行，这样，长时间后，横放的共享单车会愈加陈旧乃至报废，对经营商造成极大的经济损失。因此，需要一种能够立即判断出共享单车处于倾倒状态的检测机制，为后期维护和管理提供重要的参考数据。
技术实现要素：
为了解决上述问题，本发明提供了一种共享单车倾倒状态检测系统，在接收到最新的一次导航卫星发送的数据时，基于历史存储的每次测量到的接收强度统计接收强度平均值，当接收到最新的一次导航卫星发送的数据的接收强度小于所述强度平均值达到预设强度阈值时，发出倾倒状态提醒信号，之后启动对具有公共自行车的遥感图像的分析，判断公共自行车的实际状态，以便于对倾倒公共自行车采取提供便利骑行条件以及通知后台维护的措施。
本发明至少具有以下四个重要发明点：
(1)通过历史导航数据接收强度判断正常的导航数据接收强度；
(2)将最新的一次导航卫星发送的数据的接收强度与正常的导航数据接收强度进行比较，当小于正常的导航数据接收强度时，发出初步判断倾倒状态的提醒信号；
(3)先导航数据接收强度后遥感图像分析的双层检测机制；
(4)有针对性的、高精度的图像滤波处理模式，基于图像内容进行自适应的逐级滤波处理，提高检测图像的清晰度。
根据本发明的一方面，提供了一种共享单车倾倒状态检测系统，所述系统包括：
卫星定位设备，嵌入在共享单车的车锁的外壳上，用于接收导航卫星发送的数据，并根据导航卫星发送的数据，确定共享单车的当前定位位置；
计时设备，用于提供实时计时信号；
信号强度测量设备，分别与所述卫星定位设备和所述计时设备连接，用于每隔预设时间阈值测量一次导航卫星发送的数据的接收强度，还将每次测量到的接收强度发送到sd存储设备内进行存储；
sd存储设备，设置在共享单车的车锁的外壳内，与所述信号强度测量设备连接，用于存储每次测量到的接收强度，还用于存储预设强度阈值；
at89c51控制芯片，分别与所述sd存储设备、所述信号强度测量设备、所述计时设备以及所述卫星定位设备连接，在接收到最新的一次导航卫星发送的数据时，基于历史存储的每次测量到的接收强度统计接收强度平均值，当接收到最新的一次导航卫星发送的数据的接收强度小于所述强度平均值达到预设强度阈值时，发出倾倒状态提醒信号，否则，发出正常状态提醒信号；
其中，历史存储的每次测量到的接收强度不包括接收到最新的一次导航卫星发送的数据的接收强度。
更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中，所述系统还包括：
地区检测设备，与所述卫星定位设备连接，用于基于共享单车的当前定位位置，确定共享单车的当前所在地区；
无线通信接口，与远端的共享单车服务器无线连接，还与所述at89c51控制芯片、所述地区检测设备以及所述卫星定位设备连接，用于在接收到所述倾倒状态提醒信号时，将所述当前定位位置、所述当前所在地区以及所述倾倒状态提醒信号无线发送给所述共享单车服务器。更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：
所述无线通信接口为时分双工通信接口或频分双工通信接口；
以及所述无线通信接口设置在共享单车的车锁的外壳上，所述at89c51控制芯片、所述sd存储设备、所述信号强度测量设备以及所述计时设备都设置在共享单车的车锁的外壳内。更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中，还包括：
触发设备，与所述at89c51控制芯片连接，用于在接收到所述倾倒状态提醒信号时，将遥感数据收发设备、目标搜索设备、初始滤波设备和信号解析处理设备从省电模式切换到工作模式，还用于在接收到所述正常状态提醒信号时，将遥感数据收发设备、目标搜索设备、初始滤波设备和信号解析处理设备从工作模式切换到省电模式；
遥感数据收发设备，嵌入在共享单车的车锁的外壳上，与所述地区检测设备连接，用于在工作模式下，启动所述地区检测设备输出的当前所在地区所对应的遥感卫星对所述当前所在地区的地区遥感图像的拍摄；
目标搜索设备，分别与所述遥感数据收发设备以及所述卫星定位设备连接，用于接收所述地区遥感图像，并基于所述当前定位位置和所述当前所在地区从所述地区遥感图像中搜索并切割出共享单车遥感图像；
初始滤波设备，与所述目标搜索设备连接，用于接收共享单车遥感图像，对所述共享单车遥感图像同时执行小波滤波处理、维纳滤波处理、中值滤波处理和高斯低通滤波处理，以分别获得第一滤波图像、第二滤波图像、第三滤波图像和第四滤波图像，同时对所述第一滤波图像、所述第二滤波图像、所述第三滤波图像和所述第四滤波图像进行信噪比分析以分别获得第一信噪比、第二信噪比、第三信噪比和第四信噪比，从所述四个信噪比中选择数值最大的信噪比作为目标信噪比，将目标信噪比对应的滤波图像作为目标滤波图像；
信号解析处理设备，与所述初始滤波设备连接，用于对所述目标滤波图像进行噪声成分解析以获得所述目标滤波图像中各种噪声类型以及分别对应的各个噪声信号成分，在获得的各个噪声信号成分中选择出幅值最大的三个噪声信号成分并按照幅值从大到小排序分别作为第一噪声信号成分、第二噪声信号成分和第三噪声信号成分，从图像滤波模版库中搜索与第一噪声信号成分、第二噪声信号成分和第三噪声信号成分分别对应的图像滤波模版以作为第一滤波模版、第二滤波模版和第三滤波模版，依次采用所述第一滤波模版、所述第二滤波模版和所述第三滤波模版对所述目标滤波图像执行滤波处理以获得最终滤波图像；
价格调控设备，与所述at89c51控制芯片连接，用于在接收到倾倒状态报警信号时，调低共享单车的每小时骑行价格；
其中，所述at89c51控制芯片还与所述信号解析处理设备连接，用于将所述最终滤波图像中的共享单车的姿态与共享单车基准姿态进行比较以判断所述最终滤波图像中的共享单车是否处于倾倒状态，并在判断处于倾倒状态时，发出倾倒状态报警信号。
其中，所述价格调控设备还与所述无线通信接口连接，用于将调低的共享单车的每小时骑行价格通过所述无线通信接口转发给所述共享单车服务器。
更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：遥感数据收发设备还用于在省电模式下，关闭所述地区检测设备输出的当前所在地区所对应的遥感卫星对所述当前所在地区的地区遥感图像的拍摄。
更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：所述信号解析处理设备与所述sd存储设备连接，所述状态检测设备与所述sd存储设备连接；其中，所述sd存储设备还用于预先存储所述图像滤波模版库以及所述共享单车基准姿态。
更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：替换地，所述价格调控设备用于在接收到倾倒状态报警信号时，设置每小时骑行奖励价格以奖励骑行共享单车的用户。
更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：所述触发设备、所述at89c51控制芯片、所述遥感数据收发设备、所述目标搜索设备、所述初始滤波设备和所述信号解析处理设备被集成在一块集成电路板上。
更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：替换地，采用所述at89c51控制芯片的内置定时器以及内置存储器分别替换所述计时设备以及所述sd存储设备。
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共享单车倾倒状态检测系统的结构方框图。
附图标记：1卫星定位设备；2计时设备；3信号强度测量设备；4sd存储设备；5at89c51控制芯片
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的共享单车倾倒状态检测系统的实施方案进行详细说明。
第三方数据研究机构比达咨询日前发布的《2016中国公共自行车市场研究报告》显示，截至2016年底，中国公共自行车市场整体用户数量已达到1886万，预计2017年，公共自行车市场用户规模将继续保持大幅增长，年底将达5000万用户规模。
报告指出，中国公共自行车市场已经历了三个发展阶段。2007年—2010年为第一阶段，由国外兴起的公共单车模式开始引进国内，由政府主导分城市管理，多为有桩单车。2010年—2014年为第二阶段，专门经营单车市场的企业开始出现，但公共单车仍以有桩单车为主。2014年至今为第三阶段，随着移动互联网的快速发展，以ofo为首的互联网公共自行车应运而生，更加便捷的无桩单车开始取代有桩单车。
报告显示，目前，中国公共自行车市场中ofo和摩拜两家企业优势比较明显，其中，ofo单车投放量最多，达到80万台，市场占有率51.2％；摩拜单车60万台，市场占有率40.1％。
报告还显示，公共自行车更受年轻男性欢迎。中国公共自行车用户中男性占比54.2％，女性占比45.8％。用户年龄分布中，25岁—35岁人群使用最多，其次是25岁以下人群。使用频率中，每周使用3次—4次的用户最多。
随着公共自行车的蓬勃发展，其本身带来的一些问题也浮出水面，有待解决。例如，由于公共自行车分布过于零散，其运营商很难分配大量的人力和物力进行公共自行车的修理和维护，导致一些公共自行车长期处于倒下的状态，这时，不仅影响城市景观，而且会降低客户的骑行欲望，从而形成恶性循环。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种共享单车倾倒状态检测系统，采用先导航数据接收强度分析后遥感图像分析的模式，在不影响分析结果的同时，减少使用繁琐的遥感图像进行分析的次数，从而提高了倾倒状态检测的效率和精度。
图1为根据本发明实施方案示出的共享单车倾倒状态检测系统的结构方框图，所述系统包括卫星定位设备，嵌入在共享单车的车锁的外壳上，用于接收导航卫星发送的数据，并根据导航卫星发送的数据，确定共享单车的当前定位位置；计时设备，用于提供实时计时信号；信号强度测量设备，分别与所述卫星定位设备和所述计时设备连接，用于每隔预设时间阈值测量一次导航卫星发送的数据的接收强度，还将每次测量到的接收强度发送到sd存储设备内进行存储；sd存储设备，设置在共享单车的车锁的外壳内，与所述信号强度测量设备连接，用于存储每次测量到的接收强度，还用于存储预设强度阈值；at89c51控制芯片，分别与所述sd存储设备、所述信号强度测量设备、所述计时设备以及所述卫星定位设备连接，在接收到最新的一次导航卫星发送的数据时，基于历史存储的每次测量到的接收强度统计接收强度平均值，当接收到最新的一次导航卫星发送的数据的接收强度小于所述强度平均值达到预设强度阈值时，发出倾倒状态提醒信号，否则，发出正常状态提醒信号；
其中，历史存储的每次测量到的接收强度不包括接收到最新的一次导航卫星发送的数据的接收强度。
接着，继续对本发明的共享单车倾倒状态检测系统的具体结构进行进一步的说明。
所述系统还包括：
地区检测设备，与所述卫星定位设备连接，用于基于共享单车的当前定位位置，确定共享单车的当前所在地区；
无线通信接口，与远端的共享单车服务器无线连接，还与所述at89c51控制芯片、所述地区检测设备以及所述卫星定位设备连接，用于在接收到所述倾倒状态提醒信号时，将所述当前定位位置、所述当前所在地区以及所述倾倒状态提醒信号无线发送给所述共享单车服务器。更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中：
所述无线通信接口为时分双工通信接口或频分双工通信接口；
以及所述无线通信接口设置在共享单车的车锁的外壳上，所述at89c51控制芯片、所述sd存储设备、所述信号强度测量设备以及所述计时设备都设置在共享单车的车锁的外壳内。更具体地，在所述共享单车倾倒状态检测系统中，还包括：
触发设备，与所述at89c51控制芯片连接，用于在接收到所述倾倒状态提醒信号时，将遥感数据收发设备、目标搜索设备、初始滤波设备和信号解析处理设备从省电模式切换到工作模式，还用于在接收到所述正常状态提醒信号时，将遥感数据收发设备、目标搜索设备、初始滤波设备和信号解析处理设备从工作模式切换到省电模式；
遥感数据收发设备，嵌入在共享单车的车锁的外壳上，与所述地区检测设备连接，用于在工作模式下，启动所述地区检测设备输出的当前所在地区所对应的遥感卫星对所述当前所在地区的地区遥感图像的拍摄；
目标搜索设备，分别与所述遥感数据收发设备以及所述卫星定位设备连接，用于接收所述地区遥感图像，并基于所述当前定位位置和所述当前所在地区从所述地区遥感图像中搜索并切割出共享单车遥感图像；
初始滤波设备，与所述目标搜索设备连接，用于接收共享单车遥感图像，对所述共享单车遥感图像同时执行小波滤波处理、维纳滤波处理、中值滤波处理和高斯低通滤波处理，以分别获得第一滤波图像、第二滤波图像、第三滤波图像和第四滤波图像，同时对所述第一滤波图像、所述第二滤波图像、所述第三滤波图像和所述第四滤波图像进行信噪比分析以分别获得第一信噪比、第二信噪比、第三信噪比和第四信噪比，从所述四个信噪比中选择数值最大的信噪比作为目标信噪比，将目标信噪比对应的滤波图像作为目标滤波图像；
信号解析处理设备，与所述初始滤波设备连接，用于对所述目标滤波图像进行噪声成分解析以获得所述目标滤波图像中各种噪声类型以及分别对应的各个噪声信号成分，在获得的各个噪声信号成分中选择出幅值最大的三个噪声信号成分并按照幅值从大到小排序分别作为第一噪声信号成分、第二噪声信号成分和第三噪声信号成分，从图像滤波模版库中搜索与第一噪声信号成分、第二噪声信号成分和第三噪声信号成分分别对应的图像滤波模版以作为第一滤波模版、第二滤波模版和第三滤波模版，依次采用所述第一滤波模版、所述第二滤波模版和所述第三滤波模版对所述目标滤波图像执行滤波处理以获得最终滤波图像；
价格调控设备，与所述at89c51控制芯片连接，用于在接收到倾倒状态报警信号时，调低共享单车的每小时骑行价格；
其中，所述at89c51控制芯片还与所述信号解析处理设备连接，用于将所述最终滤波图像中的共享单车的姿态与共享单车基准姿态进行比较以判断所述最终滤波图像中的共享单车是否处于倾倒状态，并在判断处于倾倒状态时，发出倾倒状态报警信号。
其中，所述价格调控设备还与所述无线通信接口连接，用于将调低的共享单车的每小时骑行价格通过所述无线通信接口转发给所述共享单车服务器。
在所述系统中：遥感数据收发设备还用于在省电模式下，关闭所述地区检测设备输出的当前所在地区所对应的遥感卫星对所述当前所在地区的地区遥感图像的拍摄。
在所述系统中：所述信号解析处理设备与所述sd存储设备连接，所述状态检测设备与所述sd存储设备连接；其中，所述sd存储设备还用于预先存储所述图像滤波模版库以及所述共享单车基准姿态。
在所述系统中：替换地，所述价格调控设备用于在接收到倾倒状态报警信号时，设置每小时骑行奖励价格以奖励骑行共享单车的用户。
在所述系统中：所述触发设备、所述at89c51控制芯片、所述遥感数据收发设备、所述目标搜索设备、所述初始滤波设备和所述信号解析处理设备被集成在一块集成电路板上。
在所述系统中：替换地，采用所述at89c51控制芯片的内置定时器以及内置存储器分别替换所述计时设备以及所述sd存储设备。
另外，频分双工是指上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行。在频分双工模式中，上行链路和下行链路的传输分别在不同的频率上进行。其原理如下图所示。f1和f2分别为正在进行业务传输的某一移动台的发送频率和接收频率。
在第一、二代蜂窝系统中，基本都是采用fdd技术来实现双工传输的。特别是在第一代蜂窝系统中，由于传输的是连续的基带信号，必须用不同的频率来提供双工的上下行链路信道。在第一代蜂窝系统中传输连续信息采用fdd技术时，收发两端都必须有产生不同载波频率的频率合成器，在接收端还必须有一个防止发射信号泄漏到接收机的双工滤波器。另外，为了便于双工器的制作，收发载波频率之间要有一定的频率间隔。在第二代的gsm、is-136和is-95等系统中，也采用了fdd技术。在这些系统中，由于信息是以时隙方式进行传输的，收发可以在不同的时隙中进行，移动台或基站的发射信号不会对本接收机产生干扰。所以，尽管采用的fdd技术，也不需要昂贵的双工滤波器。
fdd模式的特点是在分离(上下行频率间隔190mhz)的两个对称频率信道上，系统进行接收和传送，用保护频段来分离接收和传送信道。
采用包交换等技术，可突破二代发展的瓶颈，实现高速数据业务，并可提高频谱利用率，增加系统容量。但fdd必须采用成对的频率，即在每2x5mhz的带宽内提供第三代业务。该方式在支持对称业务时，能充分利用上下行的频谱，但在非对称的分组交换(互联网)工作时，频谱利用率则大大降低(由于低上行负载，造成频谱利用率降低约40％)，在这点上，tdd模式有着fdd无法比拟的优势。
采用本发明的共享单车倾倒状态检测系统，针对现有技术中倾倒状态下的共享单车难以快速发现并维护的技术问题，通过导航数据接收强度的分析进行初步倾倒状态判断，如果判断非倾倒状态，则不用启用复杂但更真实性的遥感图像检测进行最终判断，更关键的是，对遥感图像采用了基于图像内容进行自适应的逐级滤波处理，进一步保障了检测结果的准确性。
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。