一种基于MCU的云PIS播放控制系统及方法

技术领域

本发明涉及轨道交通乘客信息领域，尤其涉及一种基于MCU的云PIS播放控制系统及方法。

背景技术

乘客信息系统是依托多媒体网络技术，以计算机系统为核心，通过设置站厅、站台、出入口、列车的显示终端，让乘客及时准确地了解列车运营信息和公共媒体信息的多媒体综合信息系统；是地铁系统实现以人为本、提高服务质量、加快各种信息公告传递的重要设施，是提高地铁运营管理水平，扩大地铁对旅客服务范围的有效工具，乘客信息系统在公共交通工具上为乘客和中央控制室提供音频广播平台、视频节目播放平台、应急情况报警、告警平台以及紧急呼叫平台。也为中央控制室提供视频监控、监听监视存储和干预系统；

现有的云PIS播放控制系统及方法降低用户乘车效率，降低用户使用体验，同时无法确保检测框能够与跟踪目标进行充分的跨相机匹配；此外，现有的云PIS播放控制系统及方法无法对内存进行大粒度压缩，微控制模块启动速度低，为此，我们提出一种基于MCU的云PIS播放控制系统及方法。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺陷，而提出的一种基于MCU的云PIS播放控制系统及方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种基于MCU的云PIS播放控制系统，包括信息采集模块、微控制模块、主服务器、管理平台、用户端、级联引导模块、更新优化模块、性能调整模块、显示终端以及广播模块；

所述信息采集单元用于对列车运营信息以及公共媒体信息进行采集；

所述微控制模块用于对各子模块进行调控；

所述主服务器用于接收各子模块产生的日志数据并进行存储；

所述管理平台用于工作人员对采集到的信息进行选择公布；

所述用户端用于接收并查看公布的信息，并进行服务选择；

所述级联引导模块用于对候车口进行级联分析，并构建最佳行径路线反馈给用户；

所述更新优化模块用于对级联引导模块参数进行实时更新；

所述性能调整模块用于对微控制模块以及主服务器进行性能优化处理；

所述显示终端用于接收各组信息，并依据人工设定的循环时间值进行循环播放；

所述广播模块用于接收并依据人工设定的循环时间值进行循环广播。

2、根据权利要求1所述的一种基于MCU的云PIS播放控制系统，其特征在于，所述级联引导模块级联分析具体步骤如下：

步骤一：级联引导模块接收各组外部摄像头传输的影像数据，并对其进行逐帧提取以获取检测图片，之后对各组检测图片进行图片优化，之后按照不同比例对各组检测图片进行缩放；

步骤二：依据缩放完成的巡检图片构建图像金字塔，再对不同分辨率的各组巡检图片进行推断，将结果汇聚在一起进行非极大值抑制，并输出最后检测出的特征数据,将提取出的特征送入双向特征金字塔进行特征融合，再将融合结果进行分类回归，输出检测框；

步骤三：对检测框信息进行收集，并生成对应检测框坐标，依据坐标信息对相关检测图片进行扩大化剪裁，之后保存剪裁后生成的各组用户图片，再过滤掉各组用户图片中属于背景的简单负样本，通过扩大化剪裁对各用户图片中用户位置进行检测，并生成相对应位置信息；

步骤四：级联引导模块采集相关用户乘车信息以获取相关候车口信息，并构建车站模型，同时依据用户位置信息以及候车口信息为用户提供最佳行径路线，之后依据各外部摄像头采集影像进行匹配关联，并对用户进行实时跟踪直至用户到达相对应候车口位置。

3、根据权利要求2所述的一种基于MCU的云PIS播放控制系统，其特征在于，步骤三中所述扩大化剪裁具体计算公式如下：

x1′＝max(x1-|x2-x1|*e,0)(1)

x2′＝min(x2+|x2-x1|*e,width)(2)

y1′＝max(y1-|y2-y1|*e,0)(3)

y2′＝min(y2+|y2-y1|*e,height)(4)

其中，width，height分别代表待检测巡检图片的宽和高，单位为像素，e代表扩大率，且e依据人工设定的扩大值依次递增。

4、根据权利要求2所述的一种基于MCU的云PIS播放控制系统，其特征在于，所述更新优化模块更新参数具体步骤如下：

步骤(1)：更新优化模块从级联引导模块产生的N组分析数据中选择一个分析数据作为验证数据，再使用剩下的分析数据拟合一个测试模型；

步骤(2)：使用选择的验证数据来验证测试模型的精度，并通过均方根误差对该测试模型的分析能力进行计算，如此重复n次，同时对生成的精度参数进行参数优化处理，之后初始化参数范围，再列出所有可能的数据结果；

步骤(3)：对于每一组数据，选取任一子集作为测试集，之后将剩余子集作为训练集，并通过训练集对测试模型进行训练，训练完成后，通过测试模型对测试集进行分析，统计分析结果的均方根误差，再将测试集更换为另一子集，再去剩余子集作为训练集，再次统计均方根误差，并选取误差最小的组合参数作为最优参数；

步骤(4)：将级联引导模块原有参数替换为最优参数，同时更新优化模块实时接收级联引导模块的运行信息，并通过焦点损失函数对该筛选网络模型运行损失值进行计算，之后依据计算结果进行性能评估，并生成相关性能曲线走势图。

5、根据权利要求4所述的一种基于MCU的云PIS播放控制系统，其特征在于，步骤(2)中所述均方根误差具体计算公式如下：

其中，E(y

步骤(4)中所述焦点损失函数具体计算公式如下：

FL(pi)＝-α(1-pi)

式中，pi代表预测值，α代表权重因子，γ代表聚焦参数。

6、根据权利要求1所述的一种基于MCU的云PIS播放控制系统，其特征在于，所述性能调整模块优化处理具体步骤如下：

第一步：性能调整模块为各子模块生成一个启动链表，LRU链表对各组启动链表头部进行进一步链接，收集最少使用的子模块信息，并将该子模块的启动链表安排在LRU链表首位，并依次进行排序；

第二步：性能调整模块在子模块启动之前清除各启动链表中所有更新页表项的访问位，若在子模块通信期间访问了某个页面，则将该页面添加到启动链表中，子模块通信结束后，性能调整模块重新检查所有页面的访问位，若在其它阶段也访问某个页面，则将该页面将从启动链表中删除，之后对启动链表中的各组页面进行数据更新；

第三步：再从LRU链表中选取最不活跃的子模块相对应的启动链表，并从其中选择受害页面进行回收，回收足够多的受害页面时，页面选择过程将停止，若未回收足够多的受害页面时，则继续访问LRU链表中的下一个子模块的启动链表，直到获得足够的页面；

第四步：将收集到的各组受害页面合并为一个块，并对该块进行解析以获取该块的物理页，之后将物理页复制到缓冲区中，再调用压缩算法将缓冲区中的该物理页压缩到压缩块中，并将压缩块存储至性能调整模块缓冲区中；

第五步：性能调整模块依据系统默认或人工设定的循环时间值自行对主服务器中的各组存储数据的回收率进行计算以及更新，并将将每次更新后的回收率数值反馈至管理平台，之后再依据回收率的比例对存储数据进行回收。

一种基于MCU的云PIS播放控制方法，该播放控制方法具体如下：

(1)采集乘车信息并由工作人员进行选择发布；

(2)播放乘车信息并依据用户乘车信息进行路线引导；

(3)性能调整模块实时对相关子模块进行优化调整；

(4)管理平台接收各子模块运行信息并反馈给工作人员查看。

相比于现有技术，本发明的有益效果在于：

1、本发明通过级联引导模块接收各组外部摄像头传输的影像数据，并对其进行逐帧提取以获取检测图片，并对不同分辨率的各组巡检图片进行推断，将结果汇聚在一起进行非极大值抑制，输出最后检测出的特征数据,将提取出的特征送入双向特征金字塔进行特征融合，再将融合结果进行分类回归，输出检测框，之后对检测框信息进行收集，并生成对应检测框坐标，依据坐标信息对相关检测图片进行扩大化剪裁，并生成相对应位置信息，级联引导模块采集相关用户乘车信息以获取相关候车口信息，并构建车站模型，同时依据用户位置信息以及候车口信息为用户提供最佳行径路线，能够自行为用户进行路线规划以提高用户乘车效率，提高用户使用体验，同时通过对用户进行定位以及扩大化剪裁，能够确保检测框能够与跟踪目标进行充分的跨相机匹配；

2、本系统通过性能调整模块为各子模块生成一个启动链表，LRU链表对各组启动链表头部进行进一步链接，收集最少使用的子模块信息，并将该子模块的启动链表安排在LRU链表首位，并依次进行排序，实时从LRU链表中依次选取最不活跃的子模块相对应的启动链表，并从其中选择受害页面以回收足够多的受害页面，之后将收集到的各组受害页面合并为一个块，并通过解析、复制以及压缩生成压缩块，并将该压缩块存储至性能调整模块缓冲区中，同时依据系统默认或人工设定的循环时间值自行对主服务器中的各组存储数据的回收率进行计算以及更新，并将将每次更新后的回收率数值反馈至管理平台，之后再依据回收率的比例对存储数据进行回收，能够对内存进行大粒度压缩，提高压缩效率，有效的提高微控制模块启动速度，同时定期进行数据回收，保证主服务器存储空间充足，避免数据传输异常。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。

图1为本发明提出的一种基于MCU的云PIS播放控制系统的系统框图；

图2为本发明提出的一种基于MCU的云PIS播放控制方法的流程框图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

实施例1

参照图1，一种基于MCU的云PIS播放控制系统，包括信息采集模块、微控制模块、主服务器、管理平台、用户端、级联引导模块、更新优化模块、性能调整模块、显示终端以及广播模块。

信息采集单元用于对列车运营信息以及公共媒体信息进行采集；微控制模块用于对各子模块进行调控；主服务器用于接收各子模块产生的日志数据并进行存储；管理平台用于工作人员对采集到的信息进行选择公布；用户端用于接收并查看公布的信息，并进行服务选择。

级联引导模块用于对候车口进行级联分析，并构建最佳行径路线反馈给用户。

具体的，级联引导模块接收各组外部摄像头传输的影像数据，并对其进行逐帧提取以获取检测图片，之后对各组检测图片进行图片优化，之后按照不同比例对各组检测图片进行缩放，再依据缩放完成的巡检图片构建图像金字塔，并对不同分辨率的各组巡检图片进行推断，将结果汇聚在一起进行非极大值抑制，输出最后检测出的特征数据,将提取出的特征送入双向特征金字塔进行特征融合，再将融合结果进行分类回归，输出检测框，之后对检测框信息进行收集，并生成对应检测框坐标，依据坐标信息对相关检测图片进行扩大化剪裁，之后保存剪裁后生成的各组用户图片，再过滤掉各组用户图片中属于背景的简单负样本，通过扩大化剪裁对各用户图片中用户位置进行检测，并生成相对应位置信息，级联引导模块采集相关用户乘车信息以获取相关候车口信息，并构建车站模型，同时依据用户位置信息以及候车口信息为用户提供最佳行径路线，之后依据各外部摄像头采集影像进行匹配关联，并对用户进行实时跟踪直至用户到达相对应候车口位置。

需要进一步说明的是，扩大化剪裁具体计算公式如下：

x1′＝max(x1-|x2-x1|*e,0)(1)

x2′＝min(x2+|x2-x1|*e,width)(2)

y1′＝max(y1-|y2-y1|*e,0)(3)

y2′＝min(y2+|y2-y1|*e,height)(4)

其中，width，height分别代表待检测巡检图片的宽和高，单位为像素，e代表扩大率，且e依据人工设定的扩大值依次递增。

更新优化模块用于对级联引导模块参数进行实时更新。

具体的，更新优化模块从级联引导模块产生的N组分析数据中选择一个分析数据作为验证数据，再使用剩下的分析数据拟合一个测试模型，之后使用选择的验证数据来验证测试模型的精度，并通过均方根误差对该测试模型的分析能力进行计算，如此重复n次，同时对生成的精度参数进行参数优化处理，之后初始化参数范围，再列出所有可能的数据结果，对于每一组数据，选取任一子集作为测试集，之后将剩余子集作为训练集，并通过训练集对测试模型进行训练，训练完成后，通过测试模型对测试集进行分析，统计分析结果的均方根误差，再将测试集更换为另一子集，再去剩余子集作为训练集，再次统计均方根误差，并选取误差最小的组合参数作为最优参数，将级联引导模块原有参数替换为最优参数，同时更新优化模块实时接收级联引导模块的运行信息，并通过焦点损失函数对该筛选网络模型运行损失值进行计算，之后依据计算结果进行性能评估，并生成相关性能曲线走势图。

需要进一步说明的是，均方根误差具体计算公式如下：

其中，E(y

焦点损失函数具体计算公式如下：

FL(pi)＝-α(1-pi)

式中，pi代表预测值，α代表权重因子，γ代表聚焦参数。

性能调整模块用于对微控制模块以及主服务器进行性能优化处理。

具体的，性能调整模块为各子模块生成一个启动链表，LRU链表对各组启动链表头部进行进一步链接，收集最少使用的子模块信息，并将该子模块的启动链表安排在LRU链表首位，并依次进行排序，之后性能调整模块在子模块启动之前清除各启动链表中所有更新页表项的访问位，若在子模块通信期间访问了某个页面，则将该页面添加到启动链表中，子模块通信结束后，性能调整模块重新检查所有页面的访问位，若在其它阶段也访问某个页面，则将该页面将从启动链表中删除，之后对启动链表中的各组页面进行数据更新，再从LRU链表中选取最不活跃的子模块相对应的启动链表，并从其中选择受害页面进行回收，回收足够多的受害页面时，页面选择过程将停止，若未回收足够多的受害页面时，则继续访问LRU链表中的下一个子模块的启动链表，直到获得足够的页面，将收集到的各组受害页面合并为一个块，并对该块进行解析以获取该块的物理页，之后将物理页复制到缓冲区中，再调用压缩算法将缓冲区中的该物理页压缩到压缩块中，并将压缩块存储至性能调整模块缓冲区中，性能调整模块依据系统默认或人工设定的循环时间值自行对主服务器中的各组存储数据的回收率进行计算以及更新，并将将每次更新后的回收率数值反馈至管理平台，之后再依据回收率的比例对存储数据进行回收。

显示终端用于接收各组信息，并依据人工设定的循环时间值进行循环播放；广播模块用于接收并依据人工设定的循环时间值进行循环广播。

实施例2

参照图2，一种基于MCU的云PIS播放控制方法，该播放控制方法具体如下：

采集乘车信息并由工作人员进行选择发布。

播放乘车信息并依据用户乘车信息进行路线引导。

性能调整模块实时对相关子模块进行优化调整。

管理平台接收各子模块运行信息并反馈给工作人员查看。