[發明專利]一種基于大數據的團霧監測方法

有效

• 申請號: 201811380273.8
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109448397B
• 公開（公告）日: 2020-11-13
• 發明（設計）人: 馮海霞;李煒;張萌萌;張萌;張立東;楊作林;沈松峰
• 申請（專利權）人: 山東交通學院
• 主分類號: G08G1/048
• 分類號: G08G1/048;H04N7/18;G06T7/254;G06K9/00
• 代理公司: 濟南泉城專利商標事務所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

本發明公開一種基于大數據的團霧監測方法，利用大數據技術對海量視頻數據（多個攝像頭連續時間段內的數據）進行處理和分析，建立基于時間序列的團霧監測方法，此方法充分利用了海量圖像信息及團霧突發時背景像元的變化規律，使監測結果更加準備，也更具備工程實用性。

技術領域

本發明涉及一種基于大數據的團霧監測方法，屬于交通監測技術領域。

背景技術

團霧被稱為交通安全的“殺手”，尤其是在高速公路上，更容易造成重大安全事故。2017年11月15日滁新高速潁上段因團霧引發多車追尾，共造成18人死亡，21人受傷。2017年11月8日永登高速周口太康段因團霧發生18起交通事故。2016年公安部交管局網站公布的數據顯示：年均發生3次以上團霧的高速公路路段2567處，其中年均發生10次以上團霧的路段920處，沈海高速某段以及京港澳高速某段年均發生120次以上團霧。

國內外團霧的監測與預警系統大體分為兩類：一類基于能見度儀的監測數據，另一類是基于圖像數據，目前以第一類為主。美國絕大數州都針對高速公路霧建立了監測系統，這些系統基本以能見度儀的數據為基礎，如加州在加州第99號高速公路的13英里路段內安置了一套霧預警系統，沿著公路每隔800米安置一臺可變信息標志和一臺能見度儀；田納西州建設的霧預警統，在5公里的霧檢測區域內有9個前向散射型能見度儀，14個微波雷達車輛檢測器。國內各地也開始嘗試建立高速公路的氣象監測系統，安徽省在高速公路布設196個氣象監測站，每個氣象站配備能見度儀，15公里為間距。氣象能見度設備監測距離過大，目前布設最密集的滬寧高速也在10km，而團霧發生范圍小，能見度儀數據無法滿足團霧的檢測的。另一類基于圖像數據建立的團霧監測系統，這類系統的核心技術是基于圖像處理的快速霧檢測算法，目前的基于圖像(視頻)的霧檢測算法以基于單幅圖像為主，且多以提取圖像的對比度為基礎。陳鐘正等借助高速公路上的攝像機研究了一種視頻能見度檢測方法，并在高速公路上測試獲得了不錯的效果；李勃等利用圖像總四鄰域的對比度，實現了無限人工標記的能見度測量；張瀟等通過提取路面的興趣域ROI，提取反映路面亮度變化獲取能見度監測方法；路小波等研究了一種圖像顏色空間特征的用于大霧天氣的能見度檢測方法；朱昀等人申請了“一種基于視頻的道路氣象檢測系統”、馮海霞等申請的專利“一種基于GIS系統的高速公路團霧實時監測系統及方法”、張萌等申請的“基于數字攝像的團霧實時預警系統及方法”等專利也是以單幅圖像數據處理為基礎的，

這類監測系統目前多處于研究階段，沒有對攝像頭提供的海量視頻數據進行充分應用，在生產中運行的還較少見。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種基于大數據的團霧監測方法，通過監測路段內多個攝像頭連續時間段內的視頻圖像監測團霧突發的情況，更具有工程實用性。

為了解決所述技術問題，本發明采用的技術方案是：一種基于大數據的團霧監測方法，包括以下步驟：S01)、獲取監測路段每個攝像頭的視頻數據，對視頻數據進行預處理；S02)、對每個攝像頭提供的圖像數據都建立一個動態的時間序列，攝影圖的圖像隨時間形成動態的時間序列圖像；S03)、利用運動目標監測的高斯混合模型，剔除運動目標，提取圖像的背景信息，建立背景圖片的時間序列模型；S04)、分析團霧突發時背景圖片的變化規律，建立基于背景像元時間序列的霧監測模型，并使用霧監測模型對攝像頭傳輸的實時數據進行判斷；S05)、一個攝像頭判讀為有霧后，立即啟動團霧判讀，如果N1個相鄰的攝像頭都監測到霧，判讀為霧，啟動霧預警；如存在N2個以上相鄰的攝像頭監測到非霧的情況，判斷為團霧，分析預測團霧的流動方向，啟動團霧預警；N1、N2均為正整數，且N1N2。