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申请/专利权人：南京金固智慧市政研究院有限公司

摘要：本发明公开了一种对易淹易涝片区基于图像识别的积淹预警监测系统，涉及积淹监测技术领域，包括区域定位端、淹区预警端、实时监测端和语音播报模块，区域定位端用于通过对易淹易涝片区进行区域划分，区域划分后定位每个划分的区域，淹区预警端用于通过易淹易涝片区的图像信息实时自追踪，实时监测端用于实时对淹区进行精准监测，语音播报模块包括阈值设定模块，语音播报模块用于通过语音播报器将预警信息及时播报，阈值设定模块用于设定图像阈值范围。本发明一种对易淹易涝片区基于图像识别的积淹预警监测系统，降低监测强度，提高易淹易涝片区状态的积淹监测效率，实时追踪积淹情况，提高积淹预警监测的精确度。

主权项：1.一种对易淹易涝片区基于图像识别的积淹预警监测系统，其特征在于，所述的系统包括区域定位端、淹区预警端、实时监测端和语音播报模块；所述区域定位端用于通过对易淹易涝片区进行区域划分，区域划分后定位每个划分的区域，并通过数据记录仪记录对应区域的历史积淹数据，通过多角度拍摄区域，得到划分区域的图像信息数据，并对易淹易涝片区的图像信息实现实时自追踪；所述淹区预警端用于通过易淹易涝片区的图像信息实时自追踪，以及对实时追踪到的淹区图像信息进行比对，判断历史数据与当前数据相似度是否超出阈值范围，若超出阈值范围，则判断淹区异常，上报系统并发出预警反馈，若未超出阈值范围，则判断淹区正常，发出预警反馈后实时自追踪，防止预警反馈信息出现中途停止；所述实时监测端用于当发出淹区预警反馈时，检测积淹情况，判断积淹情况是否异常，并对积淹情况进行等级分类，通过数据增强将当前检测到的淹区图像信息进行误差计算，得到高准确性的图像识别结果，并通过摄像头继续捕捉淹区图像信息，实时对淹区进行精准监测；所述语音播报模块包括阈值设定模块；所述语音播报模块用于通过语音播报器将预警信息及时播报，并通过计时器对播报时长进行定时操作；所述阈值设定模块用于设定图像阈值范围，图像阈值范围用于对图像识别的相似度差值和积淹阈值范围进行阈值设定；所述区域定位端包括区域划分模块、图片记录模块和图像追踪模块；所述区域划分模块包括区域划分单元、区域定位单元和积淹记录单元；所述区域划分单元用于通过定位导航仪将易淹易涝片区进行位置划分；所述区域定位单元用于通过定位导航仪将位置划分的区域进行定位；所述积淹记录单元用于通过数据记录仪将划分区域的历史积淹数据及时记录并自动储存；所述图片记录模块包括多角度拍摄单元和数据获取单元；所述多角度拍摄单元用于通过摄像头对易淹易涝片区进行多角度拍摄，得到多角度图像；所述数据获取单元用于获取多角度图像的基础数值；所述图像追踪模块包括数据接收模块、图像自追踪单元和追踪定位模块；所述数据接收模块用于接收图像信息的基础数值；所述图像自追踪单元用于对区域划分的淹区图像信息实现自追踪，其自追踪步骤如下：步骤一：计算每一个图像像素点的切线方向和法线方向，计算公式如下： ； ；其中为淹区的图像数值，为二维高斯卷积模板，为卷积运算，为以像素点的矩阵，得到像素点的法线方向和切线方向；步骤二：将计算出的法线方向和切线方向与阈值范围进行数值比对，得到图像自追踪数据差值；所述追踪定位模块用于对淹区通过定位导航仪实现定位；所述淹区预警端包括区域计算模块、图像比对模块和淹区预警模块；所述区域计算模块包括淹区计算单元和阈值比对单元；所述淹区计算单元用于接收淹区图像的法线方向数值和切线方向数值，并对其数值进行差值比对，判断淹区图像信息是否出现异常；所述阈值比对单元用于设定淹区图像信息阈值范围，将差值比对后的数值与淹区图像信息阈值范围进行比对，比对后判断其是否出现异常；所述图像比对模块包括图像相似度单元和相似度差值单元；所述图像相似度单元用于将接收后的淹区图像的法线方向数值和切线方向数值与历史图像信息进行相似度比对，比对步骤如下：S1：通过计算公式进行相似度比对，计算公式如下： ；其中，是被识别的图像自追踪数值，代表历史图像基础数值，和原理相同，和分别代表与的相似度转换，代表两个向量的内积，表示和的相似程度；S2：将得到的结果按照以下公式比对，，如果其值越接近1，则表示淹区图像信息的检测识别准确性越高；所述相似度差值单元用于通过比对相似度差值是否超出淹区阈值范围，判断淹区是否异常；所述淹区预警模块包括预警自追踪模块和预警显示模块；所述预警自追踪模块用于通过数据记录仪对比对数值实时记录；所述预警显示模块用于对记录的数值与历史数值不匹配时，发出预警播报并通过计算机设备实时展示；所述实时监测端包括预警检测模块、数据增强模块、误差计算模块和实时监测模块；所述预警检测模块包括积淹判断单元和等级分类单元；所述积淹判断单元用于通过两组数值的相似度比对，判断积淹程度；所述等级分类单元用于通过积淹程度的数值，设定低于阈值范围的为低淹区，设定位于阈值范围内的为积淹区，设定高于阈值范围的为高淹区；所述数据增强模块用于通过数据增强对积淹区进行高精准监测；所述误差计算模块用于通过计算公式实时监测淹区情况，计算公式如下： ；其中，表示绝对误差，表示方差； ；其中，表示淹区的第个预测值，是对应的实时监测值，为与之间误差的绝对值，为所有淹区的图像信息误差绝对值的平均值。

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