[发明专利]基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置及其检测方法

权利要求书

1.一种基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置，其特征在于：包括用于支撑的设备柱，所述设备柱两侧分别设有用于产生激光信号的激光器和用于获取图像的摄像机；所述设备柱一端竖直插入用于校准激光方向的毛玻璃，该毛玻璃一端位于设备柱内部，另一端露在外部，并且位于毛玻璃对侧设备柱一侧上还设有用于获取位置的定位设备、用于给整个装置供电的太阳能电池、用于处理数据的通信设备以及用于控制整个装置运行的定时控制器。

2.根据权利要求1所述的基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置，其特征在于：所述激光器和摄像机分别安装在两个可调节装置上。

3.根据权利要求1所述的基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置，其特征在于：所述毛玻璃由矩形部和圆形部组成，矩形部一端插入设备柱内，另一端连接圆形部一同露在设备柱外。

4.基于上述权利要求1-3任意一项基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：建立观测系统，在高速公路沿线单侧每隔一定距离安装上述检测装置，相邻的检测装置形成级联，通过定时控制器控制整个装置进行工作，摄像机拍摄包含相邻检测装置中的激光信号的数帧图像，再对图像数据进行是否有团雾的检测，再将结果连同定位信息、典型图片传输到数据中心；

步骤2：检测系统的标定，在不同的团雾浓度下自动检测激光信号特征，并建立信号特征与团雾浓度之间的对应关系；

步骤3：激光信号特征提取，将采集的到的数帧图像进行灰度处理，计算各个激光真实信号区域大小以及其平均亮度值，将其作为区分有团雾或无团雾的特征信息；

步骤4：团雾结果分析，根据上一步得到的最终激光信号特征与团雾浓度的映射关系，分析当前处理的数据所对应的团雾浓度；

步骤5：团雾报警机制，数据中心接受由检测装置得到的结果，将其存入数据库并对团雾变化情况进行分析，给出团雾浓度以及团雾变化情况的预警。

5.根据权利要求4所述的基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置的检测方法，其特征在于：步骤1建立观测系统中，相邻检测装置通过毛玻璃进行激光方向的校准，一个检测装置激光器射出的激光应该投射在另一个检测装置的毛玻璃上，检测装置通过定时控制器控制检测装置进行工作，一个检测装置摄像机拍摄包含相邻团雾检测装置中的另一个检测装置的激光信号的数帧图像，再对图像数据进行是否有团雾的检测，再将结果连同定位信息、典型图片传输到数据中心。

6.根据权利要求4所述的基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤2中检测系统的标定方法如下：

步骤2.1，根据激光固有的颜色属性，筛选出指定颜色的局部分块并记录其总和区域大小；

步骤2.2，将所采集的图像进行灰度处理，计算并记录上述区域的平均亮度值；

步骤2.3，对每一帧图像，重复第一步至第二步，将每帧图像的信号区域大小与区域平均亮度作为信号特征，再对所有图像帧的信号特征求平均值最为最终的信号特征；

步骤2.4，在不同的团雾浓度下，重复第一步至第三步，建立最终信号特征值与团雾浓度之间的映射关系。

7.根据权利要求4所述的基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤3中激光信号特征提取方法如下：

步骤3.1，根据激光固有的颜色属性，筛选出指定颜色的局部分块并记录其总和区域大小；

步骤3.2，将采集到的图像进行灰度处理，计算并记录上述区域的平均亮度值；

步骤3.3，对每一帧图像，重复第一步至第二步，得出每帧图像中的信号特征，再对所有图像帧的信号特征求平均值最为最终的信号特征。

8.根据权利要求4所述的基于激光的夜间高速公路团雾自动检测装置的检测方法，其特征在于：所述步骤3中团雾报警机制方法如下：

步骤4.1，数据中心接受团雾检测设备通过通信设备传输过来的团雾检测结果、设备定位信息以及一张典型图片；

步骤4.2，典型图片跟团雾信息都会根据定位信息存入数据库中，在对该处在短时间内的团雾变化进行查询，将其在数据中心显示，供工作人员查看；根据团雾的浓度以及变化趋势，数据中心发出警报；

步骤4.3，数据中心继续等待前端检测传入数据。