[發明專利]一種采用機器識別技術估算大氣能見度的系統及方法

在審

• 申請號: 202011242681.4
• 申請日: 2020-11-10
• 公開（公告）號: CN112507795A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 何坤;黃琛;胡志華
• 申請（專利權）人: 武漢長江通信智聯技術有限公司;武漢長江通信產業集團股份有限公司
• 主分類號: G06K9/00
• 分類號: G06K9/00;G06K9/62;G06N3/04
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 彭艷君

1.一種采用機器識別技術估算大氣能見度的系統，其特征是，包括靶標和攝像機，靶標為桿狀，桿狀靶標上設置有多根LED燈條，從上往下的LED燈條亮度依次變暗；高速公路上所有桿狀靶標到攝像機的距離均相同。

2.如權利要求1所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統，其特征是，桿狀靶標到攝像機的距離設置滿足：使整個桿狀靶標在攝像機的視場范圍內，且當能見度級別最高時，桿狀靶標上所有的燈條均能識別；當能見度級別降低時，桿狀靶標上較暗的燈條將逐漸模糊，能被識別的燈條數目減少；當能見度最低時，桿狀靶標上所有的燈條均不可見。

3.如權利要求1所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統，其特征是，桿狀靶標上自上而下依次設置有1號、2號、3號、4號、5號燈條。

4.如權利要求1所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統，其特征是，攝像機為安裝在高速公路上監控球機、槍機。

5.如權利要求1所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統，其特征是，桿狀靶標選擇單有源靶標。

6.用于權利要求1-5任意一項所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統的估算方法，其特征是，包括以下步驟：

步驟1、靶標校準；

通過調整桿狀靶標上每個燈條的亮度，使其滿足能見度等級表中所述各類氣象條件下靶標的可視發光范圍，確定能見度和可視發光范圍的關系；

步驟2、模型訓練；

在每種亮度下，不同位置采集若干張圖片，并按照其可視發光范圍進行標注；對樣本進行分類訓練，選用激活函數，對標注后的圖片進行分類訓練；

步驟3、根據對照片的分類換算得出拍攝處的大氣能見度值。

7.如權利要求6所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統的估算方法，其特征是，步驟1的具體實現包括：通過儀表測得一桿狀靶標所在處大氣能見度級別為4級時，調整該桿狀靶標上1號燈條亮度，使得在標攝像機中僅能分辨1號燈條；同樣通過儀表測得該桿狀靶標所在處大氣能見度級別為3級時，調整該桿狀靶標上2號燈條亮度，使得在攝像機中能分辨2號燈條，同時可見1號燈條；重復以上步驟依次將桿狀靶標上其余燈條調整完畢，并記錄所有燈條的亮度值；

高速公路上其他位置的所有桿狀靶標依據以上步驟記錄的所有燈條的亮度值直接進行校準。

8.如權利要求6所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統的估算方法，其特征是，步驟2的實現包括：攝像機每5分鐘或每大于5分鐘對桿狀靶標進行一次拍攝，并將圖片上傳至AI推理服務器，AI推理服務器使用alexnet網絡對圖片進行分類訓練。

9.如權利要求6所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統的估算方法，其特征是，步驟3的實現包括：根據步驟2所訓練的類別對應的能見度等級表中可視發光范圍，通過查詢能見度等級表得到該攝像機所在處當時的能見度級別。

10.如權利要求6所述的采用機器識別技術估算大氣能見度的系統的估算方法，其特征是，樣本分類訓練選用LeNet、AlexNet、VGG、Inception、ResNet的CNN網絡，激活函數選用ReLU或sigmoid、ReLU函數。