一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统及方法技术方案

一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统及方法，包括路面、照相机、标识牌、支筒、支杆、扬声器、识别图标、无线数传模块、防护壳、中央计算机、无线接收模块、显示屏，所述路面上方每一路段内有多组识别组，每一识别组指的是按照预设距离设有照相机、标识牌和显示屏，所述照相机与显示屏通过竖直的支筒与路面固定连接，所述标识牌通过支杆与路面固定连接。还包括基于能见度分析的道路安全限速提示方法。

A Road Safety Speed Limitation Tip System and Method Based on Visibility Analysis

A road safety speed limit prompting system and method based on visibility analysis includes road surface, camera, sign board, bracket, support, speaker, identification icon, wireless data transmission module, protective case, central computer, wireless receiving module and display screen. There are multiple recognition groups in each section above the road surface. Each recognition group refers to the setting of photographs according to the preset distance. The camera and the display screen are fixedly connected with the road surface through a vertical bracket, and the identification plate is fixedly connected with the road surface through a bracket. It also includes a road safety speed limit prompting method based on visibility analysis.

【技术实现步骤摘要】
一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统及方法
本专利技术涉及公路安全设施
，具体为一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统及方法。
技术介绍
能见度数值的变化将直接影响到道路交通中的安全预视距离，进而会影响道路交通的安全，在现有对低能见度的描述中，大部分是针对雨雾等自然气象变化，而实际在道路交通领域导致能见度降低的因素则远不止雨雾，例如季节性的烧荒、风沙扬尘、工业污染等等因素都会导致局部的能见度下降，这些因素与雨雾共同构成的低能见度直接影响到道路交通的安全，而现有的能见度探测设备，尤其是应用于道路交通中的能见度探测设备基本上是以探测雾为主，很少有根据道路交通实际需要且全方位兼顾的能见度探测设备投入实际应用。为此，我们提出一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统及方法。由于如季节性的烧荒、风沙扬尘、工业污染，以及一些地区天气、风沙变换频繁的原因，在一些形成原因复杂，干扰因素多，能见度变化极其频繁，高低极其多变的路段，进行能见度提示不具有时效性，现有的能见度提示往往是从一些固定的设备或者网络数据采集，其给出的数值在一天或半天之内往往是单一数值，非常不利于现场警示，例如某工厂烟囱附近经常因废气而能见度降低，同时该地风沙大，也有因风沙原因能见度骤然降低，但是风停后能见度可能又马上恢复正常，这种复杂的现场变化，通过简单地长时段单一地能见度警示，其效果是很差的，如果现场已经能见度很高了，还强行进行警示播音，反而会起到反作用，影响交通安全。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了克服现有技术的缺乏自动化、定制化、针对性强的能见度提示方法和系统的不足，而提供一种数据准确、全面探测的道路安全限速提示系统，包括路面、照相机、标识牌、支筒、支杆、扬声器、识别图标、无线数传模块、防护壳、中央计算机、无线接收模块、显示屏，所述路面上方每一路段内有多组识别组，每一识别组指的是按照预设距离设有照相机、标识牌和显示屏，所述照相机与显示屏通过竖直的支筒与路面固定连接，所述标识牌通过支杆与路面固定连接，所述照相机与标识牌中心处高度相同，所述照相机侧边集成安装有无线数传模块，且照相机与无线数传模块数据连接，所述无线数传模块无线地数据连接至中央计算机，所述显示屏内集成安装有无线接收模块，且无线接收模块与中央计算机无线数据连接，所述显示屏两侧对称安装有扬声器，且显示屏和扬声器与无线接收模块数据连接，所述多组识别组配有一台中央计算机。作为优选，所述照相机与无线数传模块外侧安装有防护壳，且防护壳与支筒固定连接。作为优选，所述支筒中心为空心状，且连接线缆穿过支筒内部分别与照相机、无线数传模块、显示屏、扬声器和无线接收模块连接。作为优选，所述照相机可拍摄全部可见光波段和部分红外光波段光的图像。作为优选，所述标识牌表面标记有规则的识别图标。作为优选，所述显示屏横跨路面上方。作为优选，所述支架、支筒和标识牌采用铝合金制成。作为优选，所述照相机与标识牌中间路面为直线型。一种基于能见度分析的道路安全限速提示方法，其利用如前所述的一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统以进行，其特征在于：包括如下步骤。1)安设步骤：在一定长度的一个路段内的一侧路面边缘依顺序设置多组识别组，每一识别组内，按照预设距离设有照相机、标识牌和显示屏，照相机和标识牌中心处高度相同。2)拍照步骤：照相机间隔20-60min对标识牌拍照，拍摄的照片信息通过无线数传模块传输给中央计算机。3)处理步骤：中央计算机接收多组识别组传输到的照片信息，将其分成不同的识别组处理，对属于同一个识别组内的多个照片信息形成该组对应的照片序列，用图像分析软件将该照片序列中每一张照片信息的都处理为标准gamma值下的灰度图像，并求取每个像素点的平均灰度值，就此生成实拍平均灰度图像，将实拍平均灰度图像与参照平均灰度图像建立点对点像素映射关系，寻找与实拍平均灰度图像综合像素值符合程度最高的参照平均灰度图像，确认当前的能见度数值即为该参照平均灰度图像对应的能见度状况下的能见度数值。所述的映射关系建立方式如下，选取一个识别组进行映射关系建立，至少选取能见度从极好到极差的若干个能见度状况下进行拍照测试，每个能见度状况下拍出N张以上的照片，并将所有照片处理为标准gamma值，并进行灰度化处理，求取每个像素点的平均灰度值，就此生成参照平均灰度图像，并将其与该能见度状况下的能见度数值建立映射。所述能见度数值获取的方法是，利用若干技术人员在该能见度状况下给出能见度数值，将所有能见度数值去除最高和最低的各10-15％，将剩余的70-80％取平均值，得到该能见度状况下的能见度数值。所述若干个能见度状况数量至少为能见度数值不同的50个。4)警示步骤：步骤(3)中的平均值求得之后，在对应的识别组的所有显示屏上，并对能见度数值较低的情况给出黄色滚动警示并由扬声器给出L分贝的警示音，对能见度极低的情况给出红色滚动警示并由扬声器给出M分贝的警示音。5)重复步骤：在20-60min之后，回到步骤(2)重新进行步骤(2)-(4)，对能见度进行新一个时段的计算与警示。优选地，步骤(2)中间隔30或40min；步骤(5)中在30或40min之后；步骤(3)中，将所有能见度数值去除最高和最低的各10％，将剩余的80％取平均值；所述若干个能见度状况数量至少为能见度数值不同的100或120个；步骤(3)中寻找与实拍平均灰度图像综合像素值符合程度最高的参照平均灰度图像，具体认定条件是实拍平均灰度图像与某参照平均灰度图像的点对点平均灰度符合度高于85，且与该参照平均灰度图像能见度数值紧邻的两个参照平均灰度图像相比，点对点平均灰度符合度高于70；在比较之前，可以从互联网或者云端服务器拉取当前地区的大致能见度数值，在此基础上浮动±30％以缩小定位能见度范围；步骤(4)中，L为60或65或70，M为100或105或110。所述标准gamma值可以是30-70之间的某数值。本专利技术的有益效果是：1、本专利技术拍摄的照片信息通过无线数传模块传输给中央计算机处理，中央计算机对接收的照片信息处理，采用图像分析软件分析出照片中识别图标的清晰度，中央计算机再将多组清晰度数据进行平均计算，再对应给出安全车速范围，无线接收模块接收到中央计算机的信息，由显示屏显示安全的能见度信息与安全车速范围以及安全标语，再由扬声器播报安全车速范围，此道路安全限速提示系统通过照相机对标识牌的拍摄，再由中心计算机的处理对可见度进行分析，最后做出安全车速范围的标识，全方位兼顾能见度探测探测，保障公路车辆的行驶安全。2、本专利技术在一定长度的路面“如10km”内等距安装照相机、标识牌和显示屏，照相机和标识牌高度相同，显示屏横跨路面，照相机间隔一段时间对标识牌拍照，通过拍照信息，再经过灰度图像的映射关系确定当前实际能见度值，一是体现了实时性，这种实时获取的数值，意义远大于时效性不足的数据，二是这种在标准gamma值下，以灰度化后符合度高低进行对比，这种计算量不大，又能通过映射关系很快滴找到对应的能见度，是一种在无需给出过多的计算资源即可进行比较准确地给出能见度数值的不错方式。3、本专利技术对于低成本地进行定制化、实时化地针对能见度进行提示和警示给出了一种算法简便，操作切实可行的提示系统和方法，现有技术没有公开，也没本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统，包括路面(1)、照相机(2)、标识牌(3)、支筒(4)、支杆(5)、扬声器(6)、识别图标(7)、无线数传模块(8)、防护壳(9)、中央计算机(10)、无线接收模块(11)、显示屏(12)，其特征在于：所述路面(1)上方每一路段内有多组识别组，每一识别组指的是按照预设距离设有照相机(2)、标识牌(3)和显示屏(12)，所述照相机(2)与显示屏(12)通过竖直的支筒(4)与路面(1)固定连接，所述标识牌(3)通过支杆(5)与路面(1)固定连接，所述照相机(2)与标识牌(3)中心处高度相同，所述照相机(2)侧边集成安装有无线数传模块(8)，且照相机(2)与无线数传模块(8)数据连接，所述无线数传模块(8)无线地数据连接至中央计算机(10)，所述显示屏(12)内集成安装有无线接收模块(11)，且无线接收模块(11)与中央计算机(10)无线数据连接，所述显示屏(12)两侧对称安装有扬声器(6)，且显示屏(12)和扬声器(6)与无线接收模块(11)数据连接，所述多组识别组配有一台中央计算机。

【技术特征摘要】
1.一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统，包括路面(1)、照相机(2)、标识牌(3)、支筒(4)、支杆(5)、扬声器(6)、识别图标(7)、无线数传模块(8)、防护壳(9)、中央计算机(10)、无线接收模块(11)、显示屏(12)，其特征在于：所述路面(1)上方每一路段内有多组识别组，每一识别组指的是按照预设距离设有照相机(2)、标识牌(3)和显示屏(12)，所述照相机(2)与显示屏(12)通过竖直的支筒(4)与路面(1)固定连接，所述标识牌(3)通过支杆(5)与路面(1)固定连接，所述照相机(2)与标识牌(3)中心处高度相同，所述照相机(2)侧边集成安装有无线数传模块(8)，且照相机(2)与无线数传模块(8)数据连接，所述无线数传模块(8)无线地数据连接至中央计算机(10)，所述显示屏(12)内集成安装有无线接收模块(11)，且无线接收模块(11)与中央计算机(10)无线数据连接，所述显示屏(12)两侧对称安装有扬声器(6)，且显示屏(12)和扬声器(6)与无线接收模块(11)数据连接，所述多组识别组配有一台中央计算机。2.根据权利要求1所述的一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统，其特征在于：所述照相机(2)与无线数传模块(8)外侧安装有防护壳(9)，且防护壳(9)与支筒(4)固定连接；所述支筒(4)中心为空心状，且连接线缆穿过支筒(4)内部分别与照相机(2)、无线数传模块(8)、显示屏(12)、扬声器(6)和无线接收模块(11)连接；所述照相机(2)可拍摄全部可见光波段和部分红外光波段光的图；所述标识牌(3)表面标记有规则的识别图标(7)；所述显示屏(12)横跨路面(1)上方；所述支架、支筒(4)和标识牌(3)采用铝合金制成；所述照相机(2)与标识牌(3)中间路面(1)为直线型。3.一种基于能见度分析的道路安全限速提示方法，其利用如权利要求2所述的一种基于能见度分析的道路安全限速提示系统以进行，其特征在于：包括如下步骤：1)安设步骤：在一定长度的一个路段内的一侧路面边缘依顺序设置多组识别组，每一识别组内，按照预设距离设有照相机(2)、标识牌(3)和显示屏(12)，照相机(2)和标识牌(3)中心处高度相同；2)拍照步骤：照相机(2)间隔20-60min对标识牌(3)拍照，拍摄的照片信息通过无线数传模块(8)传输给中央计算机(10)；3)处理步骤：中央计算机(10)接收多组识别组传输...

【专利技术属性】
技术研发人员：李光，李敏，李忠彬，郑来港，
申请(专利权)人：山东交通学院，
类型：发明
国别省市：山东,37