[发明专利]兼有拥堵报警及能见度检测的交通安全系统及运行方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种兼有交通拥堵报警及能见度检测功能的公路交通安全系统及其运行方法。

文中所提及的公路泛指城市快速路、环路、立交桥，以及省道、国道或高速公路等。

背景技术

随着经济建设的快速发展，公路交通运输日益繁忙，交通安全问题已成为社会问题，因能见度下降引发的重大道路交通事故频频发生，带来生命财产的严重损失。为尽可能避免由于公路上的能见度下降不能快速发现引发事故，或是由于所发生的交通拥堵不能快速发现、快速处理而引发二次事故，造成更大的危害和损失，在经常发生能见度下降并引发道路交通事故或道路交通拥堵的路段，迫切需要一种能够满足道路交通安全需求的、具有能见度快速检测并报警和道路交通异常快速检测并报警功能的公路交通安全系统。

1990年以视频相机出现以前，国际上普遍采用的能见度检测方式是基于测量大气的光透射比或衰减系数或散射系数而设计的，再加上所用波长又非可见波长，使得仪器测量的能见度值常常与人眼观察得到的相差很大；1990年以后，由于视频相机的出现，使得以非常接近于人视觉特性的视觉技术来进行能见度测量成为可能，但是目前存在的此类基于视觉技术的能见度检测方法，均难以满足道路交通管理的实际需要，主要体现在由于采用非自发光测量靶标，既与车辆带有自发光的尾灯或雾灯的视觉特性不符，更不能满足夜间能见度检测的需要。而恰恰是夜间公路能见度的降低对公路交通危害最大，交通事故发生率数倍于日间能见度降低时。

因此，现有技术中没有这种能够满足道路交通安全需求的、具有能见度快速检测并报警和道路交通异常快速检测并报警功能的公路交通安全系统。

发明内容

本发明的目的旨在开发一种特别是适用于公路的兼有交通拥堵报警及能见度检测的公路交通安全系统。

该系统由目标发光源、图像采集设备、车辆检测器及处理计算机组成，处理计算机具有车辆检测器信息输入接口、拥堵报警信息输出接口、一个能见度检测单元和一个交通拥堵分析单元。沿道路距离图像采集设备不同处分别设置三个受控于处理计算机的目标发光源作为测量靶标，图像采集设备对各测量靶标拍摄的现场图像传送给处理计算机进行实时处理，判断各目标发光源可见性、推断该路段的当前能见度。目标发光源为三个，它们作为测量靶标分别设置在距离图像采集设备50米、100米、200米处，目标发光源的设置要确保能一次性同时无遮挡呈现在图像中。各目标发光源同步以亮T秒、灭T秒的序列工作，处理计算机上的能见度检测单元在目标发光源点亮或熄灭后的T/2时运行，每隔T秒运行一次，用于实现对能见度的检测。车辆检测器位于图像采集设备和最远的目标发光源之间，处理计算机上的交通拥堵分析单元每秒运行4次，用于实现对交通拥堵的检测并报警，发出拥堵报警的同时使用图像采集设备对现场图像采集一次，所采集的现场图像一方面可以于对交通拥堵报警进行人工确认，另一方面可用于查看现场拥堵产生的原因。系统所发出的能见度报警信息和拥堵报警信息及现场图像可以通过各种通讯方式(诸如GPRS、电话线、宽带等)传送至控制中心。

本发明提供的兼有交通拥堵报警及能见度检测的公路交通安全系统是这样实现的：

兼有交通拥堵报警及能见度检测的公路交通安全系统，通过图像采集设备来采集不断亮灭的三个发光目标源的图像，并在图像采集设备所拍摄的现场图像上指定目标发光源1、2、3的中心点的坐标(xi，yi)、(x2，y2)、(x3，y3)，这里第2个目标发光源与图像采集设备间距要大于第1个目标发光源，依次类推。处理计算机控制所设各目标发光源同步以第2nT秒亮、第(2n+1)T秒灭的序列工作，其中n为自然数。而处理计算机上的能见度检测单元则在目标发光源点亮或熄灭后的T/2时运行，即每隔T秒运行一次。

图像采集设备对各测量靶标拍摄的现场图像传送给处理计算机，处理计算机上运行的能见度检测单元对图像进行实时处理，通过计算各目标发光源的此次亮度与其前次亮度的亮度差计算各目标发光源的可见性，从而得出当前的能见度等级v。能见度等级v＝3表示此时能见度200米以上，v＝2表示能见度100～200米，v＝1表示能见度50～100米，v＝0表示能见度50米以下。

能见度检测单元的基本工作过程如图3所示：

(1)检测当前图像中各目标发光源中心点±r的矩形范围内平均亮度b_i作为目标发光源i的亮度，这里i＝1、2、3；