[发明专利]信号灯所在路口通行数据采集系统

权利要求书

1.一种信号灯所在路口通行数据采集系统，其特征在于，所述系统包括CCD视觉传感器、去雾霾处理器、拥堵指数分析器、信号灯数据采集器和AT89C51单片机，所述CCD视觉传感器对所述信号灯所在路口进行拍摄以获得路口图像，所述去雾霾处理器对所述路口图像进行清晰化处理以获得清晰化路口图像，所述拥堵指数分析器对所述清晰化路口图像进行图像处理以获得路口拥堵指数，所述信号灯数据采集器用于实时采集信号灯信息，所述AT89C51单片机与所述拥堵指数分析器和所述信号灯数据采集器分别连接，以获得所述路口拥堵指数和所述信号灯信息。

2.如权利要求1所述的信号灯所在路口通行数据采集系统，其特征在于，所述系统还包括：

GPRS收发器，与所述AT89C51单片机连接，用于将所述路口拥堵指数和所述信号灯信息打成GPRS实时数据包，以通过GPRS通信链路发送到当地交管信息发布平台；

供电电源，包括太阳能供电器件、蓄电池、切换开关和电压转换器，所述切换开关与所述太阳能供电器件和所述蓄电池分别连接，根据蓄电池剩余电量决定是否切换到所述太阳能供电器件以由所述太阳能供电器件供电，所述电压转换器与所述切换开关连接，以将通过切换开关输入的5V电压转换为3.3V电压；

去雾霾处理器，位于所述CCD视觉传感器和所述拥堵指数分析器之间，用于接收所述路口图像，对所述路口图像进行清晰化处理以获得清晰化路口图像，并将所述清晰化路口图像输入所述拥堵指数分析器；

用户输入器件，用于根据用户的输入，设定预定拥堵指数阈值、第一路口预定区域和第二路口预定区域，第一路口预定区域和第二路口预定区域都是以所述信号灯所在路口为中心的圆形区域；

移动硬盘，与用户输入器件连接，用于存储预定拥堵指数阈值、第一路口预定区域和第二路口预定区域，存储第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息，还存储第二路口预定区域内的各个车辆的无线接收终端ID；

所述去雾霾处理器还包括：

存储子器件，用于预先存储天空上限灰度阈值和天空下限灰度阈值，所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值用于分离出图像中的天空区域，还用于预先存储预设像素值阈值，所述预设像素值阈值取值在0到255之间；

雾霾浓度检测子器件，位于空气中，用于实时检测信号灯所在位置的雾霾浓度，并根据雾霾浓度确定雾霾去除强度，所述雾霾去除强度取值在0到1之间；

区域划分子器件，连接所述CCD视觉传感器以接收所述路口图像，对所述路口图像进行灰度化处理以获得灰度化区域图像，还与存储子器件连接，将所述灰度化区域图像中灰度值在所述天空上限灰度阈值和所述天空下限灰度阈值之间的像素识别并组成灰度化天空子图案，从所述灰度化区域图像分割出所述灰度化天空子图案以获得灰度化非天空子图像，基于所述灰度化非天空子图像在所述巡逻区域图像中的对应位置获得与所述灰度化非天空子图像对应的彩色非天空子图像；

黑色通道获取子器件，与所述区域划分子器件连接以获得所述彩色非天空子图像，针对所述彩色非天空子图像中每一个像素，计算其R，G，B三颜色通道像素值，在所述彩色非天空子图像中所有像素的R，G，B三颜色通道像素值中提取一个数值最小的颜色通道像素值所在的颜色通道作为黑色通道；

整体大气光值获取子器件，与所述存储子器件连接以获得预设像素值阈值，与所述区域划分子器件和所述黑色通道获取子器件分别连接以获得所述路口图像和所述黑色通道，将所述路口图像中黑色通道像素值大于等于预设像素值阈值的多个像素组成待检验像素集，将所述待检验像素集中具有最大灰度值的像素的灰度值作为整体大气光值；

大气散射光值获取子器件，与所述区域划分子器件和所述雾霾浓度检测子器件分别连接，对所述路口图像的每一个像素，提取其R，G，B三颜色通道像素值中最小值作为目标像素值，使用保持边缘的高斯平滑滤波器EPGF对所述目标像素值进行滤波处理以获得滤波目标像素值，将目标像素值减去滤波目标像素值以获得目标像素差值，使用EPGF对目标像素差值进行滤波处理以获得滤波目标像素差值，将滤波目标像素值减去滤波目标像素差值以获得雾霾去除基准值，将雾霾去除强度乘以雾霾去除基准值以获得雾霾去除阈值，取雾霾去除阈值和目标像素值中的最小值作为比较参考值，取比较参考值和0中的最大值作为每一个像素的大气散射光值；

介质传输率获取子器件，与所述整体大气光值获取子器件和所述大气散射光值获取子器件分别连接，将每一个像素的大气散射光值除以整体大气光值以获得除值，将1减去所述除值以获得每一个像素的介质传输率；

清晰化图像获取子器件，与所述区域划分子器件、所述整体大气光值获取子器件和所述介质传输率获取子器件分别连接，将1减去每一个像素的介质传输率以获得第一差值，将所述第一差值乘以整体大气光值以获得乘积值，将所述路口图像中每一个像素的像素值减去所述乘积值以获得第二差值，将所述第二差值除以每一个像素的介质传输率以获得每一个像素的清晰化像素值，所述路口图像中每一个像素的像素值包括所述路口图像中每一个像素的R，G，B三颜色通道像素值，相应地，获得的每一个像素的清晰化像素值包括每一个像素的R，G，B三颜色通道清晰化像素值，所有像素的清晰化像素值组成清晰化路口图像；

所述拥堵指数分析器用于对清晰化路口图像中交通路口处滞留的车辆数量进行分析，以获得路口拥堵指数，交通路口处滞留的车辆数量越多，对应的路口拥堵指数越高；

所述AT89C51单片机与所述GPRS收发器和所述移动硬盘分别连接，通过所述GPRS收发器将第一路口预定区域和第二路口预定区域发送到当地交管信息发布平台，通过所述GPRS收发器接收当地交管信息发布平台反馈的第一路口预定区域内各个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息，并接收当地交管信息发布平台反馈的第二路口预定区域内的各个车辆的无线接收终端ID；

其中，所述AT89C51单片机当所述拥堵指数分析器输出的路口拥堵指数大于预定拥堵指数阈值时，通过所述GPRS收发器，将第一路口预定区域内多个交通路口的路口拥堵指数和信号灯信息发送到与第二路口预定区域内的各个车辆的无线接收终端ID对应的各个无线接收终端；

所述采集系统被设置在信号灯所在路口的固定横杆上；

所述用户输入器件、所述移动硬盘、所述去雾霾处理器、所述拥堵指数分析器、所述信号灯数据采集器和所述AT89C51单片机都设于信号灯所在路口的固定横杆上的仪表盒内；

所述CCD视觉传感器和所述GPRS收发器都设置在信号灯所在路口的固定横杆中央位置；

所述信号灯信息包括信号灯的当前状态、红灯间隔时间、绿灯间隔时间和黄灯间隔时间，所述当前状态包括红灯状态、黄灯状态和绿灯状态；

所述用户输入器件分别通过设定第一路口预定区域对应的圆形区域的半径和第二路口预定区域对应的圆形区域的半径设置第一路口预定区域和第二路口预定区域。