視頻能見度檢測儀及其檢測分析方法技術

一種視頻能見度檢測儀及其檢測分析方法，用以解決高速公路視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)無法回傳至監(jiān)控中心的情況。通過在高速公路上架設本儀器，可以在任意安裝有視頻監(jiān)控的布控點進行能見度區(qū)域檢測，可實現(xiàn)高速公路多點分布式能見度檢測。本儀器在機殼內設有主電路板、工控板、視頻采集卡和電源，機殼外部設有攝像頭或利用高速公路監(jiān)控攝像頭，采用嵌入式一體機和視頻采集卡相結合的方式以及單幀—圖像分析+多幀—過程分析方法，對前端視頻信號進行分析處理，并將能見度分析處理結果進行本地存儲和通過網(wǎng)絡對外發(fā)布，可以在無人值守的野外環(huán)境下長時間穩(wěn)定工作，從而確保視頻能見度檢測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。

【技術實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術涉及一種氣象能見度檢測儀器，具體說涉及一種利用 公路系統(tǒng)視頻監(jiān)控終端和輔助燈光相結合的方法測量氣象能見度的檢測儀及其檢測分析方法。
技術介紹
能見度是對高速公路行車安全有重要影響的氣象因素，隨著交通科技的發(fā)展，對路況監(jiān)控攝像機實時傳回的視頻圖像進行分析處理確定路況能見度距離的方法已經(jīng)成為能見度測量的發(fā)展趨勢。目前，國內外對能見度的觀測方法分為人工目測和器測兩種。其中器測設備多種多樣，檢測原理也各不相同，傳統(tǒng)的射式、散射式能見度儀成本高，直觀性差，而利用視頻測量和人工觀測相比具有較好的一致性，并且，成本低廉。射式通過光束透過兩固定點之間的大氣柱直接測量氣柱透射率，以此來評估能見度值，這種方法要求光束通過足夠長的大氣柱，而在雨、霧等低能見度天氣，又會因水汽吸收等復雜條件造成較大誤差，因此局限性很大。散射式則是通過激光測量大氣消光系數(shù)的方法來推測能見度，相對而言較為客觀和準確，但這種方法的使用目前還僅限于少數(shù)研究部門。這是因為激光雷達不僅成本昂貴，維護費用高，操作復雜，而且在雨天、霧天也難以進行正常觀測。因此，改進乃至革新能見度探測技術仍是一個具有重要意義的研究課題。傳統(tǒng)的視頻能見度檢測多采用道路標線作為參照物，通過在不同霧天的道路標線在圖像中的有效檢測長度來計算能見度。此種檢測方法易受到多種復雜天氣和環(huán)境(如雨雪天氣對道路標線的覆蓋，道路翻修改建、道路標線磨損等)的干擾。同時，夜間檢測精度也是視頻類能見度檢測設備共同面臨的問題。
技術實現(xiàn)思路
針對現(xiàn)有氣象能見度檢測儀器存在的缺陷，本專利技術提供一種體積小、價格低廉、穩(wěn)定性好、精度高，架設在高速公路路側的。解決上述具體技術問題所采取的技術措施是 一種視頻能見度檢測儀，其特征是在機殼內裝有外接視頻接口 I、工控板2、視頻采集卡3和電源4，工控板2通過固定工控板銅柱5與固定支架14連接，視頻采集卡3通過固定視頻采集卡銅柱6與彎板14連接，視頻采集卡3與視頻采集卡接口 9連接，視頻采集卡接口 9通過視頻線10與外接視頻接口 I連接，工控板2通過電源線8與電源4連接，在靠近電源4的機殼處設有開關12和外接電源接口 13，電源4通過開關電源線11分別與開關12和外接電源接口 13連接，電源線8與設在工控板2外部頂端處的工控板電源接口 7連接，在機殼外部設有視頻攝像頭15，工控板2與視頻攝像頭15的信號輸出線16連接。一種視頻能見度檢測儀的檢測分析方法為 單中貞一圖像分析+多巾貞一過程分析 A.單巾貞一圖像分析 通過比較大量的不同天氣情況下視頻圖像與能見度的對應關系，通過提取圖像中與能見度相關的有效參數(shù)，將能見度與視頻圖像清晰度，即視頻圖像內物體的輪廓對比度進行關聯(lián)，采用模式識別算法，主要參數(shù) a.檢測區(qū)域景物輪廓的對比度； b.檢測區(qū)域遠近景物輪廓對比度差； c.檢測區(qū)域遠近景物輪廓對比度隨時間的變化率； 通過綜合分析，篩選幾個特征參數(shù)，生成能見度函數(shù)f (a，b，c，···)計算后得到監(jiān)測區(qū)域的視頻能見度檢測相對值，最后通過映射表得到監(jiān)控區(qū)域的霧天等級； B.多巾貞一過程分析首先，檢測參考點景物輪廓的對比度，對比度隨時間的變化率；其次，當對比度下降到臨界點時，依據(jù)配置文件設定的參考點和參考能見度，即得到和人眼觀 測基本一致的能見度數(shù)據(jù)；最后，公路附近經(jīng)常有機動車移動，即存在干擾，因此，需要記錄一分鐘的連續(xù)分析數(shù)據(jù)，消除干擾，提取有用數(shù)據(jù)。本專利技術的有益效果是本專利技術是一種新型的、較為經(jīng)濟和客觀的能見度探測儀器，利用公路系統(tǒng)視頻監(jiān)控終端，通過對實時視頻圖像的分析處理，獲取實時的監(jiān)測區(qū)域能見度指標，并將能見度分析處理結果進行本地存儲和通過網(wǎng)絡對外發(fā)布，用以解決高速公路視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)無法回傳至監(jiān)控中心的情況，成本低；使用輔助燈光，解決夜間分析難題；無特定標志物，安裝施工方便；由于采用專用氣象能見度算法，模擬人眼視覺基于檢測區(qū)域內物體清晰度來確定，所以能見度檢測值基本可以不受道路標線或視頻檢測區(qū)域內標識物的影響，測量范圍可達0-3000米，夜間也可得到較為理想的能見度檢測效果，消除車、陰影變化、汽車燈光等干擾因素；通過架設本裝置，可以在任意安裝有視頻監(jiān)控的布控點進行能見度區(qū)域檢測，實現(xiàn)高速公路多點分布式能見度檢測，可以在無人值守的野外環(huán)境下長時間穩(wěn)定工作，從而確保視頻能見度檢測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。附圖說明圖I為本專利技術的結構示意 圖2為圖I的A-A剖面 圖3為圖I的B-B剖面 圖4為本專利技術中專用氣象能見度算法軟件流程 圖5為本專利技術中視頻攝像頭的現(xiàn)場安裝示意 圖6為本專利技術中輔助燈光設備示意 圖7為本專利技術中夜間檢測效果意 圖8為本專利技術中視頻能見度檢測視頻數(shù)據(jù)流程圖。具體實施例方式下面結合附圖對本專利技術做詳細說明。一種視頻能見度檢測儀，如圖I、圖2和圖3所示，在機殼內裝有外接視頻接口 I、工控板2、視頻采集卡3和電源4，工控板2通過固定工控板銅柱5與彎板14連接，視頻采集卡3通過固定視頻采集卡銅柱6與彎板14連接，視頻采集卡3與視頻采集卡接口 9連接，視頻采集卡接口 9通過視頻線10與外接視頻接口 I連接，工控板2通過電源線8與電源4連接，在靠近電源4的機殼處設有開關12和外接電源接口 13，電源4通過開關電源線11分別與開關12和外接電源接口 13連接，電源線8與設在工控板2外部頂端處的工控板電源接口 7連接，在機殼外部設有視頻攝像頭15，工控板2與視頻攝像頭15的信號輸出線16連接。視頻能見度檢測儀的檢測分析方法為 單中貞一圖像分析+多巾貞一過程分析· A.單巾貞一圖像分析 通過比較大量的不同天氣情況下視頻圖像與能見度的對應關系，通過提取圖像中與能見度相關的有效參數(shù)，將能見度與視頻圖像清晰度，即視頻圖像內物體的輪廓對比度進行關聯(lián)，采用模式識別算法，主要參數(shù) a.檢測區(qū)域景物輪廓的對比度； b.檢測區(qū)域遠近景物輪廓對比度差； c.檢測區(qū)域遠近景物輪廓對比度隨時間的變化率； 通過綜合分析，篩選幾個特征參數(shù)，生成能見度函數(shù)f (a，b，c,…)計算后得到監(jiān)測區(qū)域的視頻能見度檢測相對值，最后通過映射表得到監(jiān)控區(qū)域的霧天等級； B.多幀一過程分析首先，檢測參考點景物輪廓的對比度，對比度隨時間的變化率；其次，當對比度下降到臨界點時，依據(jù)配置文件設定的參考點和參考能見度，即得到和人眼觀測基本一致的能見度數(shù)據(jù)；最后，公路附近經(jīng)常有機動車移動，即存在干擾，因此，需要記錄一分鐘的連續(xù)分析數(shù)據(jù)，消除干擾，提取有用數(shù)據(jù)。本專利技術利用公路系統(tǒng)視頻監(jiān)控終端采集數(shù)據(jù)，用以解決高速視頻監(jiān)控數(shù)據(jù)無法回傳至監(jiān)控中心的情況，通過架設嵌入式視頻能見度檢測儀，可以在任意安裝有視頻監(jiān)控的布控點進行能見度區(qū)域檢測，可實現(xiàn)高速多點分布式能見度檢測。本專利技術采用嵌入式一體機與視頻采集卡相結合的方式，對前端視頻信號進行分析處理，并將能見度分析處理結果進行本地存儲和通過網(wǎng)絡對外發(fā)布。嵌入式一體機可以在無人值守的野外環(huán)境下長時間穩(wěn)定工作，從而確保視頻能見度檢測數(shù)據(jù)的連續(xù)性和穩(wěn)定性。智能區(qū)分白天和黑夜算法，白天在無特定標志物的條件下，直接依據(jù)圖像細節(jié)清晰度導出氣象能見度；黑夜依據(jù)輔助燈光的發(fā)光狀態(tài)和光線沿距離衰減導出氣象能見度；使用串口輸出氣象能見度數(shù)據(jù)。專用氣象能見度算法如圖4所本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術保護點】
一種視頻能見度檢測儀，其特征是：在機殼內裝有外接視頻接口（1）、工控板（2）、視頻采集卡（3）和電源(4)，工控板（2）通過固定工控板銅柱（5）與彎板（14）連接，視頻采集卡（3）通過固定視頻采集卡銅柱（6）與彎板（14）連接，視頻采集卡（3）與視頻采集卡接口（9）連接，視頻采集卡接口（9）通過視頻線（10）與外接視頻接口（1）連接，工控板（2）通過電源線（8）與電源(4)連接，在靠近電源(4)的機殼處設有開關(12)和外接電源接口(13)，電源(4)通過開關電源線(11)分別與開關(12)和外接電源接口(13)連接，電源線(8)與設在工控板(2)外部頂端處的工控板電源接口(7)連接，在機殼外部設有視頻攝像頭(15)，工控板(2)與視頻攝像頭(15)的信號輸出線(16)連接。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：任冰，范德日，張彤，張雪松，曲喆，鄭學明，周剛，王亮，宮賜祿，姜曉丹，蔡爽，
申請(專利權)人：遼寧金洋集團信息技術有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：