[发明专利]一种适用于高速公路的视频能见度检测预警方法及其系统

说明书

本发明涉及一种适用于高速公路的视频能见度检测预警方法，包括如下步骤：S1、采集摄像机视频流数据；S2、调整摄像机云台预置点；S3、配置目标区域参数与校正参数；S4、调整目标区域亮度；S5、目标区域运动目标检测；S6、目标特征的分析提取；S7、能见度数值与能见度范围计算；S8、能见度数据时域滤波与校正处理；S9、能见度预警判断与能见度数据输出。极大提高了视频能见度检测方法的稳健性和实用性。

技术领域

本发明属于大气能见度检测领域，涉及智能交通的视频图像分析处理，尤其涉及一种适用于高速公路的视频能见度检测预警方法及其系统。

背景技术

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高，我国的机动车保有量迅猛增加，从而使日益增长的交通需求与交通管理的矛盾突出。机动车在高速公路上行驶时，假如遇到能见度低下的状况，我国交通法给出了明确措施来减少和避免交通事故的发生。因此，交通运输事业的迅速发展，使得各种气象要素的实时检测和及时预警预报越来越有必要，其中能见度这项气象要素显得更为重要。

高速公路恶劣天气造成重特大交通事故的主要原因就是能见度下降，低能见度环境下的行车视距缩短，可变情报板、标志标线及其它交通安全设施辨别效果较差，尤其出现浓雾天气和雾带时，极易引发连锁追尾等交通事故。鉴于上述原因，相关部分在高速公路引进了价格昂贵的能见度检测仪器来获取能见度值。但因该设备布设非常稀疏(大约20～30km布设一台)，难以满足高速公路线距离长的需求，而且采样范围小团雾不易检测，对团雾(大约1～5km)等形成的局部低能见度的检测效果非常有限。

近年来，一些研究者针对视频能见度检测提出了诸多可行的方法，比如：基于亮度对比法、暗通道先验概率法等。但效果都不太好。

发明内容

本发明提供一种适用于高速公路的视频能见度检测预警方法及其系统，旨在解决高速公路环境下，能见度指示牌图像特征统计不准、过往运动车辆对能见度检测的干扰，以及低能见度数据误报的问题，极大提高了视频能见度检测方法的稳健性和实用性。

为了实现本发明的目的，本发明采用以下技术方案：一种适用于高速公路的视频能见度检测预警方法，包括如下步骤：

S1、采集摄像机视频流数据：

使用摄像机获取视频图像连续帧的数据流；

S2、调整摄像机云台预置点：

高速公路环境下，要求将背景天空区域和能见度标识牌区域均包含在摄像机成像画面区域内，所述的能见度标识牌靶面长宽尺寸为80cm*80cm，能见度标识牌对准摄像机的正面中心区域为黑色不反光均匀平面，正面周围使用2.5cm宽度的白色反光膜材料；能见度标识牌对准车辆行驶方向的反面为交通提示信息，要求使用3个能见度标识牌，且3个能见度标识牌的正面均对着摄像机，与摄像机的直线距离分别标记为DistBkt1，DistBkt2，DistBkt3，能见度标识牌与摄像机的安装距离在摄像机所观察的距离范围内，将调整好的摄像机云台位置标记为PTZ_vis；

S3、配置目标区域参数与校正参数：

通过预览摄像机输出视频图像画面，分别在图像画面中标记背景天空区域位置坐标，以及3个能见度标识牌的位置坐标，并设置能见度计算模块所需的校正参数；

S4、调整目标区域亮度：

根据目标区域亮度来自适应调节摄像机的亮度水平，调整目标区域亮度的周期为每60秒一次，每次目标区域亮度调整过程中，负责进行亮度参数调整与目标区域亮度判断迭代，直到目标区域亮度合适则退出迭代；

S5、目标区域运动目标检测：

使用连续2帧视频图像进行帧差法来检测是否存在运动目标遮挡，这里将连续2帧视频图像依次标记为Img1，Img2；

S6、目标特征的分析提取：