本發(fā)明涉及車輛路線管理系統(tǒng)，具體地說，涉及一種固廢收運(yùn)車輛動(dòng)態(tài)路線優(yōu)化管理方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、固廢收運(yùn)車輛路線優(yōu)化管理技術(shù)是一項(xiàng)重要的技術(shù)，隨著城市化進(jìn)程的加速和經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展，固體廢物的產(chǎn)生量不斷增加，固廢的收運(yùn)和處理成了一個(gè)重要的問題，在固廢收運(yùn)過程中，如何合理規(guī)劃收運(yùn)車輛的路線，提高收運(yùn)效率降低成本，是當(dāng)前亟待解決的技術(shù)問題。

2、由于傳統(tǒng)固廢收運(yùn)方法缺乏必要的傳感器和實(shí)時(shí)監(jiān)控手段，導(dǎo)致垃圾箱位置和裝載狀態(tài)無法準(zhǔn)確獲取，因?yàn)槔湮恢煤脱b載信息不準(zhǔn)確，某些區(qū)域的車輛可能空載運(yùn)行，而其他區(qū)域的車輛可能超載，容易導(dǎo)致收運(yùn)車輛的空載率和超載率較高，傳統(tǒng)的路線規(guī)劃方式由于車輛空轉(zhuǎn)、超載或路線不優(yōu)化，導(dǎo)致了額外的能源消耗，進(jìn)而增加了碳排放和對環(huán)境的污染，浪費(fèi)資源的同時(shí)也增加了運(yùn)輸成本，此外，對于固廢的識(shí)別和定位也存在困難，傳統(tǒng)收運(yùn)方式缺乏rfid、條形碼或圖像識(shí)別等技術(shù)，難以實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的固廢定位和分類，從而影響了固廢收運(yùn)的準(zhǔn)確性和及時(shí)性，為了解決這一技術(shù)問題，于是我們提供了一種固廢收運(yùn)車輛動(dòng)態(tài)路線優(yōu)化管理方法及系統(tǒng)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的在于提供一種固廢收運(yùn)車輛動(dòng)態(tài)路線優(yōu)化管理方法及系統(tǒng)，通過在各個(gè)園區(qū)的垃圾箱放置點(diǎn)部署傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠準(zhǔn)確獲取垃圾箱的位置，避免了人工逐個(gè)檢查的繁瑣和誤差的問題。

2、為解決背景技術(shù)問題，本發(fā)明目的之一在于提供了一種固廢收運(yùn)車輛動(dòng)態(tài)路線優(yōu)化管理方法，包括以下步驟：

3、s1、在各個(gè)園區(qū)的垃圾箱放置點(diǎn)部署傳感器節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的信號(hào)傳遞，獲取垃圾箱的位置；

4、s2、獲取垃圾箱的位置后，通過傳感器節(jié)點(diǎn)的紅外線發(fā)射裝置發(fā)射紅外射線至固廢，傳感器節(jié)點(diǎn)的ccd校測器裝置接收紅外射線和固廢之間的反射線，并對反射線進(jìn)行分析，獲取角度偏移值，再將角度偏移值代入三角原理求得固廢和傳感器節(jié)點(diǎn)之間的距離，根據(jù)距離判斷垃圾箱的裝載程度；

5、s3、在垃圾箱的正上方安裝攝像頭并采集固廢圖像，通過視覺識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)對固廢圖像進(jìn)行識(shí)別和灰度化處理，并和固廢特性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配獲取垃圾箱中固廢的固廢標(biāo)識(shí)碼，再引入高斯濾波和canny算法對固廢標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行邊緣提取，獲得固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形，并根據(jù)固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形計(jì)算出固廢的位置坐標(biāo)；

6、s4、將固廢的位置坐標(biāo)傳輸至指揮中心，指揮中心通過傳感器獲取固廢收運(yùn)車輛的載重量，并根據(jù)固廢位置坐標(biāo)、垃圾箱的裝載程度以及固廢收運(yùn)車輛的剩余載重量制定固廢運(yùn)輸路線。

7、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s1中根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的信號(hào)傳遞，獲取垃圾箱的位置的方式，具體包括：

8、無線傳感器中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)向垃圾箱周圍發(fā)送包含自身位置信息的信號(hào)，垃圾箱放置點(diǎn)的傳感器節(jié)點(diǎn)接收信標(biāo)節(jié)點(diǎn)發(fā)送的信號(hào)，并測量接收到的信號(hào)強(qiáng)度和信號(hào)到達(dá)的時(shí)間，根據(jù)信號(hào)強(qiáng)度和時(shí)間等信息，計(jì)算傳感器節(jié)點(diǎn)與信標(biāo)節(jié)點(diǎn)之間的距離，通過與多個(gè)信標(biāo)節(jié)點(diǎn)進(jìn)行信號(hào)傳遞和測量，利用三角定位算法確定傳感器節(jié)點(diǎn)的位置坐標(biāo)，即垃圾箱的位置坐標(biāo)。

9、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中通過傳感器節(jié)點(diǎn)的紅外線發(fā)射裝置發(fā)射紅外射線至固廢，傳感器節(jié)點(diǎn)的ccd校測器裝置接收紅外射線和固廢之間的反射線的方式，具體包括：

10、在垃圾箱的傳感器節(jié)點(diǎn)上安裝紅外線發(fā)射裝置和ccd校測器裝置，所述紅外線發(fā)射裝置用于向垃圾箱內(nèi)的固廢發(fā)射紅外線，所述ccd校測器裝置用于接收紅外射線和固廢之間的反射線，通過傳感器內(nèi)部的測量機(jī)制，確定反射線的入射角度，將反射線的入射角度與紅外射線的發(fā)射角度進(jìn)行比較，并根據(jù)入射角度和發(fā)射角度的差異，計(jì)算出反射線的角度偏移值。

11、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s2中通過三角原理求得固廢和傳感器節(jié)點(diǎn)之間的距離，根據(jù)距離判斷垃圾箱的裝載程度的方式，具體包括：

12、將傳感器節(jié)點(diǎn)的紅外線發(fā)射裝置發(fā)射紅外射線的角度記為θf，通過傳感器節(jié)點(diǎn)的ccd校測器裝置獲取到的反射線角度偏移值，結(jié)合發(fā)射角度可得到反射角度，記為θr，傳感器節(jié)點(diǎn)到垃圾箱底部的垂直距離記為h，以傳感器節(jié)點(diǎn)為頂點(diǎn)，向固廢發(fā)射的紅外射線和傳感器節(jié)點(diǎn)到垃圾箱底部的垂線構(gòu)成一個(gè)三角形，根據(jù)正弦定理計(jì)算出傳感器節(jié)點(diǎn)到固廢的距離d，所述傳感器節(jié)點(diǎn)到固廢的距離d的計(jì)算公式為d＝h×tan(θf+θr)；

13、根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)設(shè)定d1、d2、d3三個(gè)距離閾值將垃圾箱裝載程度分成高、中、低三個(gè)等級(jí)，且d1＜d2＜d3，當(dāng)d＜d1時(shí)，判斷垃圾箱為高裝載程度，當(dāng)d1＜d＜d2時(shí)，判斷垃圾箱為中等裝載程度，當(dāng)d2＜d＜d3時(shí)，判斷垃圾箱為低裝載程度，當(dāng)d3＜d時(shí)，判斷為垃圾箱剛投入使用或者沒有固廢。

14、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中通過視覺識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)對固廢圖像進(jìn)行灰度化處理，并和固廢特性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配獲取垃圾箱中固廢的固廢標(biāo)識(shí)碼的方式，具體包括：

15、通過垃圾箱正上方的攝像頭，對高裝載程度、中等裝載程度以及低裝載程度的垃圾箱進(jìn)行視頻采集，獲取垃圾箱中的固廢視頻流，按照相同的時(shí)間間隔從固廢視頻流中提取固廢單幀圖像，并采用最大值法對固廢單幀圖像進(jìn)行灰度化處理，對灰度化后的固廢單幀圖像進(jìn)行特征提取，獲得固廢的紋理特征、顏色特征以及形狀特征；

16、收集不同類型的固廢圖像，根據(jù)歷史經(jīng)驗(yàn)對固廢的紋理特征、顏色特征以及形狀特征進(jìn)行權(quán)重調(diào)整，獲得固廢的綜合特征，將固廢的綜合特征轉(zhuǎn)換成向量表示，記為f＝(t1，t2，t3)，其中，f表示為固廢的綜合特征向量，t1表示為固廢的紋理特征，t2表示為顏色特征，t3表示為形狀特征，計(jì)算待識(shí)別固廢的綜合特征向量與固廢特性數(shù)據(jù)庫中每個(gè)固廢類型的綜合特征向量之間的相似度，選擇相似度最高的固廢類型作為匹配結(jié)果，并將其對應(yīng)的標(biāo)識(shí)碼確定為固廢的標(biāo)識(shí)碼。

17、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s3中引入高斯濾波對固廢標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行邊緣提取，獲得固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形，并根據(jù)固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形，得到固廢的位置坐標(biāo)的方式，具體包括：

18、使用高斯濾波對固廢標(biāo)識(shí)碼圖像進(jìn)行平滑處理，并根據(jù)canny算法對固廢標(biāo)識(shí)碼圖像進(jìn)行非極大值抑制和雙閾值檢測，獲得固廢標(biāo)識(shí)碼邊緣圖像，再使用輪廓檢測算法檢測固廢標(biāo)識(shí)碼邊緣圖像中的所有輪廓，得出輪廓的凸包數(shù)量，并檢查輪廓的凸包數(shù)量是否為4，若是則為四邊形輪廓，并提取該輪廓區(qū)域的圖像，即得到固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形；

19、設(shè)攝像頭的光心坐標(biāo)為(cx，cy，cz)，攝像頭的焦距為j，標(biāo)識(shí)碼四邊形中的一個(gè)頂點(diǎn)在圖像中的坐標(biāo)為(u1，v1)，則標(biāo)識(shí)碼四邊形中的一個(gè)頂點(diǎn)在實(shí)際空間中的坐標(biāo)(x1，y1，z)通過以下公式計(jì)算：

20、

21、

22、其中，z由固廢的實(shí)際尺寸和在固廢圖像中的尺寸比例計(jì)算所得，同理可得標(biāo)識(shí)碼四邊形其余三個(gè)頂點(diǎn)的在實(shí)際空間中的坐標(biāo)，并通過計(jì)算標(biāo)識(shí)碼四邊形四個(gè)頂點(diǎn)坐標(biāo)的平均值作為標(biāo)識(shí)碼中心的坐標(biāo)(x0，y0，z0)，設(shè)標(biāo)識(shí)碼中心在固廢上的坐標(biāo)相對于固廢中心的偏移量為(ex，ey，ez)，則固廢的中心坐標(biāo)為(x0+ex，y0+ey，z0+ez)，在平面上的位置即為(x0+ex，y0+ey)。

23、作為本技術(shù)方案的進(jìn)一步改進(jìn)，所述s4中指揮中心通過傳感器獲取固廢收運(yùn)車輛的載重量，并根據(jù)固廢位置坐標(biāo)和固廢收運(yùn)車輛的載重量制定固廢運(yùn)輸路線的方式，具體包括：

24、在固廢收運(yùn)車輛的底部安裝載重量傳感器，所述載重量傳感器用于實(shí)時(shí)獲取固廢收運(yùn)車輛的載重量，并反饋至指揮中心，將各個(gè)園區(qū)的固廢位置坐標(biāo)導(dǎo)入gis軟件中，并根據(jù)各個(gè)園區(qū)的固廢位置的垃圾箱裝載程度進(jìn)行顏色標(biāo)注，定義紅色為高裝載程度、藍(lán)色為中等裝載程度、綠色為低裝載程度，根據(jù)固廢收運(yùn)車輛的載重量和各個(gè)園區(qū)的固廢位置的垃圾箱裝載程度制定固廢運(yùn)輸路線；

25、指揮中心通過載重傳感器獲取全部固廢收運(yùn)車輛的剩余載重量，所述剩余載重量由固廢收運(yùn)車輛的最大載重量減去已裝載載重量獲得，并計(jì)算gis地圖中紅色標(biāo)記的固廢位置坐標(biāo)和固廢收運(yùn)車輛位置坐標(biāo)的距離，找出與紅色標(biāo)記的固廢距離最近的固廢收運(yùn)車輛，優(yōu)先安排剩余載重量最大且距離最近的固廢收運(yùn)車輛進(jìn)行固廢收集，完成固廢收集后，指揮中心通過載重傳感器重新獲取固廢收運(yùn)車輛的剩余載重量，并通過gis地圖獲取其余園區(qū)的顏色標(biāo)記，優(yōu)先安排距離最近且剩余載重量最大的固廢收運(yùn)車輛收運(yùn)紅色標(biāo)記處的固廢。

26、本發(fā)明目的之二在于，提供了一種用于實(shí)現(xiàn)包括上述任意一項(xiàng)所述的一種固廢收運(yùn)車輛動(dòng)態(tài)路線優(yōu)化管理方法的系統(tǒng)，包括：

27、位置獲取單元通過在各個(gè)園區(qū)的垃圾箱放置點(diǎn)部署傳感器節(jié)點(diǎn)，構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，并根據(jù)無線傳感網(wǎng)絡(luò)中的信標(biāo)節(jié)點(diǎn)和傳感器節(jié)點(diǎn)的信號(hào)傳遞，獲取垃圾箱的位置坐標(biāo)；

28、分析判斷單元通過分析傳感器節(jié)點(diǎn)發(fā)射的紅外線和固廢之間形成的反射線，獲取角度偏移值，再將角度偏移值代入三角原理中進(jìn)行分析，判斷垃圾箱的裝載程度；

29、識(shí)別坐標(biāo)單元包括視覺識(shí)別模塊和坐標(biāo)獲取模塊；

30、所述視覺識(shí)別模塊通過視覺識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)對固廢圖像進(jìn)行識(shí)別和灰度化處理，并和固廢特性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配獲取固廢標(biāo)識(shí)碼；

31、所述坐標(biāo)獲取模塊引入高斯濾波和canny算法對固廢標(biāo)識(shí)碼進(jìn)行邊緣提取，獲得固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形，并根據(jù)固廢標(biāo)識(shí)碼的四邊形計(jì)算出固廢的位置坐標(biāo)；

32、固廢收運(yùn)單元接收固廢位置坐標(biāo)和垃圾箱的裝載程度，并根據(jù)固廢位置坐標(biāo)、垃圾箱的裝載程度以及固廢收運(yùn)車輛的剩余載重量制定固廢運(yùn)輸路線。

33、與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果：

34、本發(fā)明通過在各個(gè)園區(qū)的垃圾箱放置點(diǎn)部署傳感器節(jié)點(diǎn)構(gòu)建無線傳感器網(wǎng)絡(luò)，能夠準(zhǔn)確獲取垃圾箱的位置，避免了人工逐個(gè)檢查的繁瑣和誤差。同時(shí)，利用傳感器節(jié)點(diǎn)的紅外線發(fā)射裝置和ccd校測器裝置，能夠精確判斷垃圾箱的裝載程度，相比傳統(tǒng)依靠人工觀察或簡單傳感器的方式，更加準(zhǔn)確可靠，采用視覺識(shí)別標(biāo)識(shí)技術(shù)對固廢圖像進(jìn)行處理，并與固廢特性數(shù)據(jù)庫進(jìn)行匹配獲取固廢標(biāo)識(shí)碼，再通過高斯濾波和canny算法進(jìn)行邊緣提取，能夠準(zhǔn)確獲得固廢的位置坐標(biāo)，這種方式提高了固廢識(shí)別的效率和準(zhǔn)確性，有助于優(yōu)化固廢收運(yùn)路線的制定，指揮中心根據(jù)固廢位置坐標(biāo)、垃圾箱的裝載程度以及固廢收運(yùn)車輛的剩余載重量制定固廢運(yùn)輸路線，能夠優(yōu)先安排剩余載重量最大且距離最近的固廢收運(yùn)車輛進(jìn)行固廢收集，避免了車輛的空載和超載，提高了運(yùn)輸效率，降低了運(yùn)輸成本。