[发明专利]基于沿线插值原理的公路能见度优化算法

说明书

技术领域

本发明属于气象预报领域道路能见度预报技术，特别适用于城市间道路的能见度预警。

背景技术

目前，在现有技术中已经存在多种能见度算法。

基于Kohler的一致对比度的视频能见度检测算法：通过目标物预置获得距离信息，通过图像预处理得到含有目标物的去噪图像。利用目标物的相互关系和SAD 图像匹配算法从图像上分割出目标物，利用Kohler的一致对比度法实现目标物图像的人眼模拟，进而对其特征进行拟合，得出能见度值。

基于亮度特征的视频能见度检测算法：为解决现有视频能见度检测方法的不足,提出一种基于亮度特征的PTZ视频能见度检测算法：提取路面的兴趣域,获得所选像素的高度一致性;利用基于Nagao滤波的区域增长算法得到精确路面区域,去除路基、车辆的影响,获得所选像素的亮度一致性;在路面区域中,提取反映路面亮度变化的对比度曲线,找寻亮度曲线特征点,通过消光系数计算图像中人眼可分辨最远像素;结合摄像机标定换算出最大能见距离。

这些专利方法的共同特点是离散型数值获取，道路能见度的预报主要通过在道路沿线设置能见度监测站，每隔一定时间把监测到的能见度数据传回到监控中心，对能见度小于阈值的观测点进行预警。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种获取公路沿线所有点能见度的方法。通过获取公路上各个观测点的能见度值，将各个观测站沿公路方向进行线性插值，形成沿线能见度数据，再进行平面插值形成能见度栅格，利用能见度等级划分形成能见度色斑图，再用色斑图对公路矢量进行切割，从而形成公路各段的能见度值的计算方法。

所述方法包括如下步骤：

1、首先获取沿线观测站点的经纬度数据，计算出各个站点间的插值方向，保存到数据库中；

2、其次获取各个站点的能见度实时数据，根据插值方向进行线性插值；

3、然后利用插值形成的整个区域能见度栅格，利用能见度等级形成能见度度色斑图；

4、最后，将能见度色斑图对公路矢量进行切割，形成公路分段能见度值。

本发明通过引入线性插值方法，结合站点间的方向，对各站点能见度数值先进行沿线插值，再进行面插值运算，形成的栅格图直接投射到公路的路段上，形成公路能见度的预警数据。由于能见度观测站点都沿公路设置，我们采用沿线插值方法，最大限度利用了数据的位置特点，有针对性的维护了数据的梯度，确保插值后的数据有较高的精度，为公路的能见度预警提供了有效的方法。

附图说明

图1是站点基础数据准备流程图

图2是实时能见度分析流程图

图3是站点插值方向对应关系图

图4是插值后形成的能见度色斑图

图5是公路能见度预警图

具体实施方式

本发明的线性插值算法，利用现有观测站数据，快速准确的计算出公路的能见度预警图，适合公路，特别是高速公路的预警分析，为人们的出行带来了很大方便。

为了实现该能见度预警算法，首先需要获取各个观测站点的位置信息，并记录沿线各站点间的插值方向，这些都是最初的准备工作，只需要准备一次，保存到数据库即可。最后根据实时的能见度，结合站点间插值方向，得出各站点间的线性插值数据，最后形成一个平面能见度栅格图片，利用能见度等级生成色斑图，再利用色斑图对道路矢量的切割，得到道路能见度预警图，

具体流程如图1。

1.在步骤101中，获取各个观测站的经纬度数据。

站点S₁ = （X₁,Y₁）; X₁：站点S₁的经度；Y₁：站点S₁的纬度；

站点S₂ = （X₂,Y₂）; X₂：站点S₂的经度；Y₂：站点S₂的纬度；

……

站点Sn = （Xn,Yn）; Xn：站点Sn的经度；Yn：站点Sn的纬度。

2. 在步骤102中，计算各站点间的插值方向，见图2，

K₁= （Y₂-Y₁）/（X₂-X₁）;