智能运行环境维护系统及方法

技术领域

本发明涉及自控领域，尤其涉及一种智能运行环境维护系统及方法。

背景技术

随着现代应用数学新成果的推出和电子计算机的应用，为适应宇航技术的发展，自动控制理论跨入了一个新阶段——现代控制理论。主要研究具有高性能，高精度的多变量变参数的最优控制问题，主要采用的方法是以状态为基础的状态空间法。目前，自动控制理论还在继续发展，正向以控制论，信息论，仿生学为基础的智能控制理论深入。

为了实现各种复杂的控制任务，首先要将被控制对象和控制装置按照一定的方式连接起来，组成一个有机的总体，这就是自动控制系统。在自动控制系统中，被控对象的输出量即被控量是要求严格加以控制的物理量，它可以要求保持为某一恒定值，例如温度，压力或飞行航迹等；而控制装置则是对被控对象施加控制作用的机构的总体，它可以采用不同的原理和方式对被控对象进行控制，但最基本的一种是基于反馈控制原理的反馈控制系统。

在反馈控制系统中，控制装置对被控装置施加的控制作用，是取自被控量的反馈信息，用来不断修正被控量和控制量之间的偏差从而实现对被控量进行控制的任务，这就是反馈控制的原理。

发明内容

为了解决现有技术中的相关技术问题，本发明提供了一种智能运行环境维护系统及方法，能够对海盗船内是否存在呕吐物进行基于视觉分析的自动判断，从而减少了繁琐的人工操作，并在海盗船内存在呕吐物时，引入包括冲水机构、出水管道以及吹干风机的环境维护设备对海盗船进行现场维护；更重要的是，在执行环境维护时，冲水机构的冲水功率与呕吐物占据的像素点的数量成正比，吹干风机的驱动功率与呕吐物占据的像素点的数量成正比，从而保证了环境维护的效果。

根据本发明的一方面，提供了一种智能运行环境维护系统，所述系统包括：

高度控制设备，位置在控制室内，用于根据工作人员的手动控制调整海盗船的最高上升高度；

图像采集设备，用于对海盗船的船内场景进行图像数据采集，以获得并输出相应的即时采集图像；

插值处理设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述即时采集图像，对所述即时采集图像执行插值处理，以获得插值处理图像；

旋转校正设备，与所述插值处理设备连接，用于对接收到的插值处理图像执行旋转校正处理，以获得旋转校正图像；

中点滤波设备，与所述旋转校正设备连接，用于对接收到的旋转校正图像执行中点滤波处理，以获得相应的中点滤波图像；

空域锐化设备，与所述中点滤波设备连接，用于对接收到的中点滤波图像执行空域微分法锐化处理，以获得空域锐化图像；

对象辨识设备，与所述空域锐化设备连接，用于基于呕吐物外形特征对所述中点滤波图像中是否存在呕吐物进行识别，并在判断存在呕吐物时，发出第一通知指令，否则，发出第二通知指令；

环境维护设备，包括冲水机构、出水管道以及吹干风机，设置在海盗船的船内，用于在接收到第一通知指令时，执行对船内的呕吐物的清除动作，还用于在接收到第二通知指令时，停止执行对船内的呕吐物的清除动作。

根据本发明的另一方面，还提供了一种智能运行环境维护方法，所述方法包括：

使用高度控制设备，位置在控制室内，用于根据工作人员的手动控制调整海盗船的最高上升高度；

使用图像采集设备，用于对海盗船的船内场景进行图像数据采集，以获得并输出相应的即时采集图像；

使用插值处理设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述即时采集图像，对所述即时采集图像执行插值处理，以获得插值处理图像；

使用旋转校正设备，与所述插值处理设备连接，用于对接收到的插值处理图像执行旋转校正处理，以获得旋转校正图像；

使用中点滤波设备，与所述旋转校正设备连接，用于对接收到的旋转校正图像执行中点滤波处理，以获得相应的中点滤波图像；

使用空域锐化设备，与所述中点滤波设备连接，用于对接收到的中点滤波图像执行空域微分法锐化处理，以获得空域锐化图像；

使用对象辨识设备，与所述空域锐化设备连接，用于基于呕吐物外形特征对所述中点滤波图像中是否存在呕吐物进行识别，并在判断存在呕吐物时，发出第一通知指令，否则，发出第二通知指令；

使用环境维护设备，包括冲水机构、出水管道以及吹干风机，设置在海盗船的船内，用于在接收到第一通知指令时，执行对船内的呕吐物的清除动作，还用于在接收到第二通知指令时，停止执行对船内的呕吐物的清除动作。

本发明的智能运行环境维护系统及方法使用方便、具有一定的自动化水准。由于能够根据海盗船内的具体情况灵活定制不同的现场维护策略，从而有效替换了原有的繁琐的人工操作模式。

由此可见，本发明需要具备以下三处主要发明点：

(1)对海盗船内是否存在呕吐物进行基于视觉分析的自动判断，从而减少了繁琐的人工操作；

(2)在海盗船内存在呕吐物时，引入包括冲水机构、出水管道以及吹干风机的环境维护设备对海盗船进行现场维护；

(3)在执行环境维护时，冲水机构的冲水功率与呕吐物占据的像素点的数量成正比，吹干风机的驱动功率与呕吐物占据的像素点的数量成正比，从而保证了环境维护的效果。

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智能运行环境维护系统所应用的海盗船的外形结构图。

具体实施方式

下面将参照附图对本发明的智能运行环境维护系统及方法的实施方案进行详细说明。

海盗船是一种游乐项目。海盗用以打劫的交通工具，有时候会有一些神秘的色彩，譬如与鬼魂扯上关系，海盗船已经成为一种神秘文化。

海盗船是一种全新设计的观览车类游艺机，是一种绕水平轴往复摆动的游乐项目，该种游艺机因造型图同而名称各异，“海盗船”因为其外形仿古代海盗船而得名。海盗船造型为美洲印第安部落风格，总高度15米，最高运行速度32km/h，最大摆角60度。

海盗船启动后从缓慢摆动慢慢的急速摆动，乘客乘坐于海盗船之上，随着由缓至急的往复摆动，犹如莅临惊涛骇浪的大海之中，时而冲上浪峰，时而跌入谷底，惊险刺激，挑战你的心理承受能力的极限。

当前，由于海盗船具有来回摇晃的运行特性，很容易造成乘坐人员呕吐的情况，这时，一般采用人工发觉以及人工清扫的模式进行，一方面，需要耗费大量的人工成本，另一方面，需要乘坐人员进行长时间的等待，其自动化水平显然无法满足人们的需求。

为了克服上述不足，本发明搭建了一种智能运行环境维护系统及方法，能够有效解决相应的技术问题。

图1为根据本发明实施方案示出的智能运行环境维护系统所应用的海盗船的外形结构图。

根据本发明实施方案示出的智能运行环境维护系统包括：

高度控制设备，位置在控制室内，用于根据工作人员的手动控制调整海盗船的最高上升高度；

图像采集设备，用于对海盗船的船内场景进行图像数据采集，以获得并输出相应的即时采集图像；

插值处理设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述即时采集图像，对所述即时采集图像执行插值处理，以获得插值处理图像；

旋转校正设备，与所述插值处理设备连接，用于对接收到的插值处理图像执行旋转校正处理，以获得旋转校正图像；

中点滤波设备，与所述旋转校正设备连接，用于对接收到的旋转校正图像执行中点滤波处理，以获得相应的中点滤波图像；

空域锐化设备，与所述中点滤波设备连接，用于对接收到的中点滤波图像执行空域微分法锐化处理，以获得空域锐化图像；

对象辨识设备，与所述空域锐化设备连接，用于基于呕吐物外形特征对所述中点滤波图像中是否存在呕吐物进行识别，并在判断存在呕吐物时，发出第一通知指令，否则，发出第二通知指令；

环境维护设备，包括冲水机构、出水管道以及吹干风机，设置在海盗船的船内，用于在接收到第一通知指令时，执行对船内的呕吐物的清除动作，还用于在接收到第二通知指令时，停止执行对船内的呕吐物的清除动作；

其中，所述冲水机构的冲水功率与所述中点滤波图像中存在的呕吐物占据的像素点的数量成正比；

其中，所述吹干风机的驱动功率与所述中点滤波图像中存在的呕吐物占据的像素点的数量成正比。

接着，继续对本发明的智能运行环境维护系统的具体结构进行进一步的说明。

所述智能运行环境维护系统中：

所述对象辨识设备内置有存储单元，用于对所述对象辨识设备的输入数据和输出数据进行存储。

所述智能运行环境维护系统中：

所述空域锐化设备与IIC控制总线连接，用于接收通过所述IIC控制总线发送的各项控制指令。

所述智能运行环境维护系统中：

所述对象辨识设备还与时钟发生器连接，用于接收所述时钟发生器为所述对象辨识设备定制的时序信号。

所述智能运行环境维护系统中：

所述空域锐化设备采用CPLD芯片来实现，所述CPLD芯片包括在线编程接口；

其中，对象辨识设备和所述空域锐化设备位于同一印刷电路板上且共用同一电路供应设备。

根据本发明实施方案示出的智能运行环境维护方法包括：

使用高度控制设备，位置在控制室内，用于根据工作人员的手动控制调整海盗船的最高上升高度；

使用图像采集设备，用于对海盗船的船内场景进行图像数据采集，以获得并输出相应的即时采集图像；

使用插值处理设备，与所述图像采集设备连接，用于接收所述即时采集图像，对所述即时采集图像执行插值处理，以获得插值处理图像；

使用旋转校正设备，与所述插值处理设备连接，用于对接收到的插值处理图像执行旋转校正处理，以获得旋转校正图像；

使用中点滤波设备，与所述旋转校正设备连接，用于对接收到的旋转校正图像执行中点滤波处理，以获得相应的中点滤波图像；

使用空域锐化设备，与所述中点滤波设备连接，用于对接收到的中点滤波图像执行空域微分法锐化处理，以获得空域锐化图像；

使用对象辨识设备，与所述空域锐化设备连接，用于基于呕吐物外形特征对所述中点滤波图像中是否存在呕吐物进行识别，并在判断存在呕吐物时，发出第一通知指令，否则，发出第二通知指令；

使用环境维护设备，包括冲水机构、出水管道以及吹干风机，设置在海盗船的船内，用于在接收到第一通知指令时，执行对船内的呕吐物的清除动作，还用于在接收到第二通知指令时，停止执行对船内的呕吐物的清除动作；

其中，所述冲水机构的冲水功率与所述中点滤波图像中存在的呕吐物占据的像素点的数量成正比；

其中，所述吹干风机的驱动功率与所述中点滤波图像中存在的呕吐物占据的像素点的数量成正比。

接着，继续对本发明的智能运行环境维护方法的具体步骤进行进一步的说明。

所述智能运行环境维护方法中：

所述对象辨识设备内置有存储单元，用于对所述对象辨识设备的输入数据和输出数据进行存储。

所述智能运行环境维护方法中：

所述空域锐化设备与IIC控制总线连接，用于接收通过所述IIC控制总线发送的各项控制指令。

所述智能运行环境维护方法中：

所述对象辨识设备还与时钟发生器连接，用于接收所述时钟发生器为所述对象辨识设备定制的时序信号。

所述智能运行环境维护方法中：

所述空域锐化设备采用CPLD芯片来实现，所述CPLD芯片包括在线编程接口；

其中，对象辨识设备和所述空域锐化设备位于同一印刷电路板上且共用同一电路供应设备。

另外，CPLD具有编程灵活、集成度高、设计开发周期短、适用范围宽、开发工具先进、设计制造成本低、对设计者的硬件经验要求低、标准产品无需测试、保密性强、价格大众化等特点，可实现较大规模的电路设计，因此被广泛应用于产品的原型设计和产品生产(一般在10,000件以下)之中。几乎所有应用中小规模通用数字集成电路的场合均可应用CPLD器件。CPLD器件已成为电子产品不可缺少的组成部分，它的设计和应用成为电子工程师必备的一种技能。

CPLD是一种用户根据各自需要而自行构造逻辑功能的数字集成电路。其基本设计方法是借助集成开发软件平台，用原理图、硬件描述语言等方法，生成相应的目标文件，通过下载电缆(“在系统”编程)将代码传送到目标芯片中，实现设计的数字系统。

最后应注意到的是，在本发明各个实施例中的各功能设备可以集成在一个处理设备中，也可以是各个设备单独物理存在，也可以两个或两个以上设备集成在一个设备中。

所述功能如果以软件功能设备的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。