[發(fā)明專利]一種基于道路攝像頭的路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811507302.2
• 申請(qǐng)日: 2018-12-10
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN109686083B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-10-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馮海霞
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 山東交通學(xué)院
• 主分類號(hào): G08G1/01
• 分類號(hào): G08G1/01;G08G1/04;G08G1/048;G08B21/18;G06K9/62
• 代理公司: 濟(jì)南泉城專利商標(biāo)事務(wù)所 37218
• 代理人: 趙玉鳳

本發(fā)明公開(kāi)一種基于道路攝像頭的路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)，不需要像接觸式傳感器挖開(kāi)路面等；基于攝像頭圖像處理的結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法，利用目前現(xiàn)有的道路安裝的攝影頭提供的海量的、連續(xù)圖像，即拓寬了現(xiàn)有數(shù)據(jù)的利用領(lǐng)域，又彌補(bǔ)了目前光波、超聲式、紅外結(jié)冰傳感器等非接觸式結(jié)冰傳感器因價(jià)格昂貴導(dǎo)致的推廣應(yīng)用困難的不足，提供了一種實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)的道路結(jié)冰監(jiān)測(cè)與預(yù)警方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)，具體是一種基于道路攝像頭的路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)，屬于路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

據(jù)統(tǒng)計(jì)在交通事故的影響因素中，由天氣條件因素引起的道路條件因素的引起的交通事故的比例約占45％，而道路結(jié)冰造成的交通事故占冬季交通事故總量的35％。我國(guó)北方的公路、城市道路和機(jī)場(chǎng)道路在冬季都會(huì)受到冰雪影響，道路結(jié)冰的監(jiān)測(cè)，對(duì)較少道路交通事故，確保交通暢通和安全，減少經(jīng)濟(jì)損失，具有重要的意義。

目前道路的結(jié)冰狀態(tài)的監(jiān)測(cè)研究和相關(guān)專利以各種類型的接觸式傳感器為基礎(chǔ)，如張開(kāi)生等申請(qǐng)的“一種高速公路路面結(jié)冰的監(jiān)測(cè)識(shí)別裝置及方法”(CN201610333055.3)；孟偉等人申請(qǐng)的“高速公路結(jié)冰預(yù)警系統(tǒng)” (CN201320336854.8)；牛濱等申請(qǐng)的“高速公路路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)” (CN201420073613.3)；王益申請(qǐng)的“用于公路路面結(jié)冰的智能監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及監(jiān)測(cè)方法(CN201410777387.1)；江蘇中路工程技術(shù)研究院有限公司申請(qǐng)的“一種高速公路路面結(jié)冰監(jiān)控裝置和監(jiān)控方法”(CN201610799360.1)；吉永海等申請(qǐng)的“一種道路結(jié)冰安全預(yù)警裝置及預(yù)警方法”(CN201710632676.6)；；山東威林特新能源科技有限公司申請(qǐng)的“一種路面冰情檢測(cè)及自動(dòng)融冰系統(tǒng)” (CN201510070262.X)都采用的接觸式結(jié)冰傳感器。光波、超聲式、主動(dòng)式紅外結(jié)冰傳感器等非接觸式結(jié)冰傳感器因價(jià)格昂貴，應(yīng)用較少。

隨攝影頭的普及，連續(xù)的視頻圖像以成為方便、快速、經(jīng)濟(jì)的獲取路面信息的方式，在獲取車輛違章、交通流、車牌識(shí)別等方面都得到了廣泛的應(yīng)用，但基于攝影頭的路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方面的研究還較少。利用圖像處理技術(shù)獲取結(jié)冰狀況的應(yīng)用以海冰、輸電線路覆冰較多，路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方面的應(yīng)用較少。曹治國(guó)等申請(qǐng)了“一種基于圖像處理的結(jié)冰檢測(cè)方法”(CN201110006549.8)，主要通過(guò)對(duì)水槽中標(biāo)記的圓施加瞬時(shí)力，觀測(cè)圓盤(pán)的狀態(tài)檢測(cè)結(jié)冰，李頎等基于Open CV+ Python技術(shù)和圖像處理技術(shù)，設(shè)計(jì)了道路結(jié)冰檢測(cè)系統(tǒng)。

隨信息技術(shù)的發(fā)展，充分利用現(xiàn)有的海量圖像數(shù)據(jù)，建立實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)的結(jié)冰監(jiān)測(cè)系統(tǒng)是發(fā)展的方向。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種基于道路攝像頭的路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法與系統(tǒng)，利用目前現(xiàn)有的道路安裝的攝影頭提供的海量的、連續(xù)圖像數(shù)據(jù)，通過(guò)圖像處理技術(shù)，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)路面的結(jié)冰情況，提供實(shí)時(shí)、經(jīng)濟(jì)的道路結(jié)冰監(jiān)測(cè)與預(yù)警。

為了解決所述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是：一種基于道路攝像頭的路面結(jié)冰監(jiān)測(cè)方法，包括以下步驟：

S01)、利用數(shù)據(jù)采集模塊采集監(jiān)測(cè)路面的實(shí)時(shí)溫度信息和實(shí)時(shí)降水?dāng)?shù)據(jù)，并傳輸?shù)叫畔⑻幚碇行模?/p>

S02)、信息處理中心對(duì)接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行判斷，當(dāng)溫度小于零度，并且有降水發(fā)生時(shí)，調(diào)用攝像頭的圖像數(shù)據(jù)；

S03)、對(duì)攝像頭提供的連續(xù)的序列圖像數(shù)據(jù)，利用運(yùn)動(dòng)目標(biāo)監(jiān)測(cè)的高斯混合模型提取運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，然后剔除運(yùn)動(dòng)目標(biāo)，獲取圖像的背景圖片；

S04)、將背景圖像轉(zhuǎn)換到HIS空間，HIS指圖像的色調(diào)、飽和度和強(qiáng)度，在背景圖像上選擇積水、積雪、結(jié)冰3中路面狀態(tài)樣本N個(gè)，確定亮度的閾值Y1，當(dāng)獲取的實(shí)時(shí)圖像亮度小于Y1時(shí)，預(yù)判監(jiān)測(cè)路面積水情況，當(dāng)實(shí)時(shí)圖像亮度大于 Y1時(shí)，預(yù)判檢測(cè)路面結(jié)冰情況；

S05)、基于支持向量機(jī)的結(jié)冰監(jiān)測(cè)模型，對(duì)預(yù)判結(jié)果為結(jié)冰的實(shí)時(shí)圖像進(jìn)行路面結(jié)冰模型的判讀；