[發明專利]一種實時監測高速公路路網整體能見度的系統及方法

有效

• 申請號: 201810448104.7
• 申請日: 2018-05-11
• 公開（公告）號: CN108645854B
• 公開（公告）日: 2020-11-27
• 發明（設計）人: 王暢;付銳;郭應時;袁偉
• 申請（專利權）人: 長安大學
• 主分類號: G01N21/84
• 分類號: G01N21/84;G01S13/86;G01S13/95
• 代理公司: 西安睿通知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 61218
• 代理人: 惠文軒

1.一種實時監測高速公路路網整體能見度的系統，其特征在于，所述系統包括一個控制中心和多個監測能見度的裝置，每個監測能見度的裝置固定在對應車輛上，所述每個監測能見度的裝置包括：安裝在車輛前擋風玻璃中央的攝像機，安裝在車輛前保險杠中央且朝向車輛前進方向的雷達傳感器，安裝在車輛發動機艙的ARM處理器，安裝在車輛方向盤側面的GPS模塊，以及4G通訊模塊；

所述攝像機的信號輸出端與所述ARM處理器的第一信號輸入端連接，所述雷達傳感器的信號輸出端與ARM處理器的第二信號輸入端連接，所述GPS模塊的信號輸出端與所述ARM處理器的第三信號輸入端連接，所述ARM處理器的信號輸出端與所述4G通訊模塊的信號輸入端連接，所述4G通訊模塊的信號輸出端與控制中心通訊連接；

在所述每個監測能見度的裝置中：

所述攝像機，用于實時采集自車前方的道路圖像，并將所述道路圖像發送至ARM處理器；

所述雷達傳感器，用于實時采集自車與每個前方車輛的相對距離和相對速度，并將自車與每個前方車輛的相對距離和相對速度發送至ARM處理器；

所述GPS模塊，用于實時獲取自車的經緯度信息，并將自車的經緯度信息發送至ARM處理器；

所述ARM處理器，用于根據所述攝像機發送的道路圖像，獲取所述道路圖像中每個前方車輛的輪廓，從而確定每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(X1，Y1)；

所述ARM處理器，還用于根據所述雷達傳感器發送的自車與每個前方車輛的相對距離和相對速度，確定速度大于自車速度的每個前方車輛，并獲取速度大于自車速度的每個前方車輛的雷達坐標(X2，Y2)；

所述ARM處理器，還用于對每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(X1，Y1)與速度大于自車速度的每個前方車輛的雷達坐標(X2，Y2)進行配對，得到被攝像機和雷達傳感器同時采集到且速度大于自車速度的相同前方車輛；

所述ARM處理器，還用于根據所述相同前方車輛在所述攝像機發送的道路圖像中消失前的最后一個采樣時刻，將所述雷達傳感器在所述最后一個采樣時刻發送的該相同前方車輛與自車的相對距離確定為當前道路的能見度；

所述ARM處理器，還用于將GPS模塊發送的自車的經緯度信息以及當前路路段的能見度發送至4G通訊模塊；

所述4G通訊模塊，用于將ARM處理器發送的自車的經緯度信息和當前路段的能見度發送至控制中心；

所述控制中心，用于根據多個監測能見度的裝置通過4G通訊模塊發送的自車的經緯度信息和當前路段的能見度，統計高速公路路網每個路段的能見度，并將所述高速公路路網每個路段的能見度對該高速公路路網上的車輛通過電子地圖進行顯示；

所述ARM處理器，還用于對每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(X1，Y1)與速度大于自車速度的每個前方車輛的雷達坐標(X2，Y2)進行配對，得到被攝像機和雷達傳感器同時采集到且速度大于自車速度的相同前方車輛，具體為：

攝像機和雷達傳感器固定安裝在自車之后，攝像機采集的道路圖像的坐標系與雷達傳感器采集的前方車輛的坐標系存在固定的函數關系；

所述ARM處理器獲取每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(X1，Y1)與速度大于自車速度的每個前方車輛的雷達坐標(X2，Y2)中滿足所述固定的函數關系的同一個前方車輛的兩個坐標，從而確定該兩個坐標配對成功，得到被攝像機和雷達傳感器同時采集到且速度大于自車速度的同一個前方車輛。

2.一種實時監測高速公路路網整體能見度的方法，所述方法應用于如權利要求1中所述的系統中，所述系統包括一個控制中心和多個監測能見度的裝置，每個監測能見度的裝置固定在對應車輛上，其特征在于，所述方法包括：

對于每個監測能見度的裝置，其中，

攝像機實時采集自車前方的道路圖像，并將所述道路圖像發送至ARM處理器；

雷達傳感器實時采集自車與每個前方車輛的相對距離和相對速度，并將自車與每個前方車輛的相對距離和相對速度發送至ARM處理器；

GPS模塊實時獲取自車的經緯度信息，并將自車的經緯度信息發送至ARM處理器；

ARM處理器根據所述攝像機發送的道路圖像，獲取道路圖像中每個前方車輛的輪廓，從而確定每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(X1，Y1)；

所述ARM處理器根據所述雷達傳感器發送的自車與每個前方車輛的相對距離和相對速度，確定速度大于自車速度的每個前方車輛，并獲取速度大于自車速度的每個前方車輛的雷達坐標(X2，Y2)；

所述ARM處理器對每個前方車輛的輪廓中心在道路圖像中的坐標(X1，Y1)與速度大于自車速度的每個前方車輛的雷達坐標(X2，Y2)進行配對，得到被攝像機和雷達傳感器同時采集到且速度大于自車速度的相同前方車輛；

所述ARM處理器根據所述相同前方車輛在所述攝像機發送的道路圖像中消失前的最后一個采樣時刻，將所述雷達傳感器在所述最后一個采樣時刻發送的該相同前方車輛與自車的相對距離確定為當前道路的能見度；

所述ARM處理器將GPS模塊發送的自車的經緯度信息以及當前路路段的能見度發送至4G通訊模塊；

4G通訊模塊將ARM處理器發送的自車的經緯度信息和當前路段的能見度發送至控制中心。