[發明專利]一種發光目標物視頻團霧能見度監測方法

有效

• 申請號: 202011625838.1
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112668503B
• 公開（公告）日: 2022-06-28
• 發明（設計）人: 盧振禮;李玉華;楊成芳;崔廣署;安源;路偉
• 申請（專利權）人: 日照市氣象局
• 主分類號: G06V20/40
• 分類號: G06V20/40;G06V10/60;G06V10/42;G06F17/18
• 代理公司: 成都弘毅天承知識產權代理有限公司 51230
• 代理人: 崔璐

本發明公開了一種發光目標物視頻團霧能見度監測方法，設置若干攝像頭，距離單個攝像頭50m、100m、200m的距離處分別設置常亮的恒定發光體，截取視頻截圖中恒定發光體居中的矩形方框區域截圖作為光域特征圖片，從矩形方框區域中心點向四周確定三個特征矩形環區域，根據恒定發光體的亮度差、標準差、環標差值、心環差值與水平能見度線性回歸模型，求得攝像頭到50m、100m、200m處恒定發光體之間平均水平能見度。本發明發光目標物視頻團霧能見度監測方法24小時不間斷實時監測平均能見度，可有效監測團霧天氣，提高監測的時效性、準確性，可輔助快速確定團霧發生區段，減少因公路團霧所造成的交通事故。

技術領域

本發明涉及氣象監測技術領域，尤其是涉及一種發光目標物視頻團霧能見度監測方法。

背景技術

團霧通常生成于中小尺度環流系統下，成團簇狀分布，高速公路團霧的覆蓋路面范圍比較小，往往小于5公里，團霧內水平能見度很低，能見度小于200米。高速公路團霧已被公認為是“流動殺手”，常常造成重大交通事故，事故致死率高于其他交通事故。團霧與其它霧相比具有局地性、范圍小、突發性、易流動等特征，給監測的時效性、準確性造成很大影響。

國內研究起步晚發展快，大致可歸為三種類型。第一類需要進行太陽高度角訂正，如利用分割區域和暗原色通道計算透射率估算能見度；利用攝像頭標定模型、小波變換視頻對比度模型及無需人工輔助設施的檢測系統。第二類需要路面有充足的光照條件，如基于路面亮度的能見度檢測方法；第三類需要排除環境光干擾，如利用雙亮度差方法。

目前，以上研究尚未形成實際用于公路團霧監測的產品。有些研究已經轉化為實驗性產品，如基于數字攝像能見度系統監測能見度及其對比實驗，在一條直線上的兩組距離不等的目標黑體和目標光源單元進行拍攝根據能見度和消光系數的關系計算能見度，光源條件非常苛刻，且在清晨和傍晚觀測值不夠穩定，難以全天應用。

發明內容

有鑒于此，本發明的目的是針對現有技術的不足，提供一種發光目標物視頻團霧能見度監測方法，可有效監測團霧天氣，提高監測的時效性、準確性，可輔助快速判定和定位團霧發生區段，減少因公路團霧所造成的交通事故。

為達到上述目的，本發明采用以下技術方案：一種發光目標物視頻團霧能見度監測方法，包括如下步驟：S1，設置若干攝像頭，距離單個攝像頭50m、100m、200m的距離處分別對應設置常亮的恒定發光體，攝像頭實時獲取對應的三個恒定發光體的視頻圖像；

S2，每隔固定時間，對拍攝的距離攝像頭50m、100m、200m的恒定發光體的視頻圖像進行截圖，截取視頻截圖中恒定發光體居中的矩形方框區域截圖作為光域特征圖片；

S3，分析光域特征圖片，從矩形方框區域中心點向四周確定三個特征矩形環區域，即光域中心區域c，光域邊緣區域b和環境光區域a；基于三個特征矩形環區域進行光亮度分析，分別求得三個特征矩形環區域的光亮度數值和光亮度標準差數值；

S4，根據距離攝像頭50m處恒定發光體的亮度差、標準差、環標差值、心環差值與水平能見度線性回歸模型，求得攝像頭到50m處恒定發光體之間平均水平能見度v₁：

v₁＝3.873+2.248l_d+4.415a_d，

l_d為距離攝像頭50m光域特征圖片中光域邊緣區域b的光亮度與環境光區域a的光亮度之間的差值；a_d為距離攝像頭50m光域特征圖片中光域邊緣區域b的光亮度標準差與環境光區域a的光亮度標準差之間的差值，簡稱環標差值；

S5，根據距離攝像頭100m處恒定發光體的亮度差、標準差、環標差值、心環差值與水平能見度線性回歸模型，求得攝像頭到100m處恒定發光體之間平均水平能見度v₂：