[发明专利]一种道路视频图像低能见度刻度估算方法及系统

说明书

本发明公开了一种道路视频图像低能见度刻度估算方法及系统，该方法运用运动学原理观察道路中的距离标志物在视频图像中的距离随路面距离移动的变化规律，基于距离标志物的已知信息，得出视频图像距离与路面距离的关系模型，并进一步计算出道路能见度和雾霾浓度数据之间的换算模型，可以通过视频流雾霾数据实时播报出道路能见度。本发明解决了高速公路雾情监测预警痛点和难点问题，实现了高速公路低能见度实时智能检测和预警，并且准确度高、误报率低，可大幅提升监控智能化水平。本发明可充分利用既有监控系统资源，无需架设专用传感设备，并且扩展性强，可通过分析数据的积累不断迭代更新，实现各类恶劣天气状况的能见度智能检测和实时预警。

技术领域

本发明涉及一种道路视频图像低能见度刻度估算方法及系统，属于智能交通技术领域。

背景技术

道路(尤其是高速公路)低能见度对交通安全影响巨大。多年来，利用视频图像信息进行雾(尤其是团雾)能见度检测的研究及提出的方法很多，但其准确性、可靠性均很差，根本无法实际应用。能见度是反映大气透明度的一个指标，虽然有研究表明通过视频流数据可以测算出雾霾浓度的相对数据，但因摄像机地理位置、预置参数、运行环境、季节、气候和摄像机实际画面等的不同，相同的能见度条件下检测、计算出的雾浓度数据却存在显著差异，夜晚尤其如此，导致无法进行有效的实际应用。

能见度是反映大气透明度的一个指标，指具有正常视力的人在当时的天气条件下能够看清楚目标物轮廓并识别目标物的最大距离。一般情况下空气能见度与空气雾霾浓度数据线性相关。根据我国所实行高速公路能见度情况分级管制制度，能见度在100米以上200米以下时，实行三级管制；能见度在50米以上100米以下时，实行二级管制；能见度在30米以上50米以下时，实行一级管制。因此在能见度200以上和100-200、50-100、30-50米及以下时，对应交通安全分级管制将雾霾浓度区分为轻度雾(可忽略)、大雾、浓雾、强浓雾(霾)天气(见：江苏省公安厅、江苏省交通厅、江苏交通控股有限公司苏公通﹝2009﹞98号关于印发《恶劣天气条件下高速公路交通管制工作规范(试行)》的通知)。

从交通安全角度考量，驾驶人员实际行车中确定道路能见度的判据可以是：驾驶人员能够看清道路前方目标轮廓的最大距离，如在公路上要能看清前方车辆或行人的轮廓为基本道路能见度判断标准。因此，重点解决道路能见度低于200米时的视频图像识别及雾霾浓度与实际能见度换算问题，就能够解决利用现有摄像机视频数据推算(估算)影响道路交通安全的低能见度检测识别问题。

发明内容

发明目的：本发明目的在于提供一种道路视频图像低能见度刻度估算方法及系统，以提高能见度检测的准确性和可靠性。

技术方案：为实现上述发明目的，本发明所述的一种道路视频图像低能见度刻度估算方法，该方法运用运动学原理观察道路中的距离标志物在视频图像中的图像距离随路面距离移动的变化规律，基于距离标志物的已知信息，得出视频图像距离与路面距离的关系模型；具体包括：

(1)用三次方程形式表达道路方向平行的标志物视频图像距离随对应的路面距离的变化规律；

(2)利用三段距离标志物的路面距离坐标与图像距离坐标的对应关系，以及相邻距离标志物间的路面距离相等的特性，求解得到三次方程的四个多项式系数，从而得到视频图像距离与路面距离的关系模型；

(3)将获取的视频图像能见度刻度标线对应的图像距离带入视频图像距离与路面距离的关系模型，得到能见度刻度标线对应的路面距离；

(4)结合摄像机安装高度、路面距离标志物到摄像机立杆的垂直距离以及能见度刻度标线对应的路面距离之间的空间关系求解得到摄像机镜头到视频图像能见度刻度标线对应的路面景物距离。