CN105788288A - 用于公路路面结冰的智能监测***及监测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于公路路面结冰的智能监测***及监测方法，包括鱼眼摄像机、公路结冰检测器、信号控制器和显示终端，路基温度传感器、空气湿度传感器、振动传感器、和路面电导率探头的输出端分别与检测控制电路的输入端相连；检测控制电路的输出端与信号控制器的输入端相连，所述鱼眼摄像机的输出端与信号控制器的另一输入端相连，信号控制器的输出端与显示终端无线连接。本发明根据路面电导率、路基温度、路面上空气湿度和振动的检测，结合鱼眼摄像机的图像采集，可以防止误检测；一旦信号控制器给出路面结冰信号时，工作人员通过显示终端中接收到的图像信息，将结冰信号和图像结合起来判断路面结冰情况，及时采取措施。

Description

用于公路路面结冰的智能监测***及监测方法

技术领域

本发明涉及一种用于公路路面结冰的智能监测***及监测方法，属于结冰检测***技术领域。

背景技术

如果地面温度低于0℃，道路上会出现积雪或结冰现象。道路结冰容易发生在11月到下一年4月（即冬季和早春）的一段时间内。我国北方地区，尤其是东北地区和内蒙古北部地区，常常出现道路结冰现象。

道路结冰预警信号分三级，分别以黄色、橙色、红色表示。当路表温度低于0℃，出现降水，12小时内可能出现对交通有影响的道路结冰时，将发布道路结冰黄色预警信号。此时，驾驶人员应当注意路况，安全行驶，行人外出尽量少骑自行车，注意防滑；气象部门发布道路结冰橙色预警信号，表明路表温度低于0℃，出现降水，6小时内可能出现对交通有较大影响的道路结冰。此时，交通、公安等部门要按照职责做好道路结冰应急工作，驾驶人员必须采取防滑措施，慢速行驶，行人出门注意防滑；当发布道路结冰红色预警信号时，表明2小时内可能出现或者已经出现对交通有很大影响的道路结冰。此时，交通、公安等部门注意指挥和疏导行驶车辆，必要时关闭结冰道路交通，人员尽量减少外出。

路面结冰给道路的正常使用带来了很大的危害，如果发生结冰后不及时处理将对国家财产和人民生命财产造成严重损失。

目前，我国的路面结冰处理的主要措施为道路气象监测站，也有一部分地区和路段开始采用结冰预警***。其中气象监测站监测精度差，功能单一，只能进行路面状态数据的采集，不能提前预警，实施起来效果较差，也难以避免因为***精度问题存在误报现象。

另外，公路地面结冰会经常发生严重交通事故。如2008年的南方雪灾给国家和人民的生命财产安全造成了重大损失，现在判断高速公路的路面是否结冰仍然依靠人的视觉去判断，由于地面结冰情况随时间、位置不同，消冰状况存在很大差异，车轮经过的地方首先消冰、两车道问阳的中间路面最后消冰，高架和桥梁特别难消冰，中间路面消冰时产生的冰水仍会到车轮经过的地方，因此依靠视觉确定行驶速度只能在明显的结冰状态下引起注意，而发生的上述暗冰和局部冰层仍会导致意想不到的事故发生。

中国专利公开了几种路面结冰检测的方法，其中一种是《路面结冰点监测***和方法》，其申请号是CN02827284.6，采用主动式冷却器、温度传感器、采样井构成。并根据采样井中液体的温度跟传导性的变化来判断液体的结冰点。该方法主要通过判断路面的温度和传导性两个条件来决定是否结冰，仍存在一定的误判。

另外，在公路路面这种特殊条件下使用，污水和尘土等赃物将严重干扰，若采用光学器件工作，误检测率升高，实际推广应用受限。

发明内容

本发明的目的在于：提供一种用于公路路面结冰的智能监测***及监测方法，对路面结冰情况进行实时预警，全程可视化；解决现有公路结冰监测***存在的技术问题，从而能有效的解决上述现有技术中存在的问题。

本发明目的通过下述技术方案来实现：一种用于公路路面结冰的检测***，包括鱼眼摄像机、公路结冰检测器、信号控制器和显示终端，所述鱼眼摄像机设置于道路的一侧，公路结冰检测器设置于道路上；所述公路结冰检测器包括路基温度传感器、空气湿度传感器、振动传感器、路面电导率探头和检测控制电路，所述路基温度传感器、空气湿度传感器、振动传感器、和路面电导率探头的输出端分别与检测控制电路的输入端相连；检测控制电路的输出端与信号控制器的输入端相连，所述鱼眼摄像机的输出端与信号控制器的另一输入端相连，信号控制器的输出端与显示终端无线连接。

作为一种优选方式，所述鱼眼摄像机离公路地面的安装高度为2.5m-5m。

作为一种优选方式，所述信号控制器包括微控制器。

作为一种优选方式，所述信号控制器包括信号转换器和信号发射器，所述信号发射器与显示终端内的信号接收单元通过4G通信连接。

一种用于所述公路路面结冰检测***的检测方法，包括如下步骤：

第一步，在信号控制器中分别设置路面电导率、路基温度、路面上空气湿度、振动检测的判断阀值；同时，通过鱼眼摄像机监测路面状况；

第二步，通过检测控制电路中的微控制器进行路面电导率、路基温度、路面上空气湿度，以及振动的检测，并且将采集到的数据及时传送给信号控制器；通过鱼眼摄像机将监测到的图片信号传送给信号控制器；

第三步，信号控制器将从检测控制电路中接收到的信号进行分析，并与第一步中设定的阀值进行比对，判断是否超过阀值；若超过阀值，则通过无线通信将该信号连同鱼眼摄像机监测到的图片信号一同传送给显示终端；若判断结果发现并未超过阀值，则不发送信号给显示终端。

与现有技术相比，本发明的有益效果：本发明根据路面电导率、路基温度、路面上空气湿度和振动的检测，结合鱼眼摄像机的图像采集，可以防止误检测；一旦信号控制器给出路面结冰信号时，工作人员通过显示终端中接收到的图像信息，将结冰信号和图像结合起来判断路面结冰情况，及时采取措施。

附图说明

图1是本发明的结构示意图。

图2是本发明控制流程示意图。

其中：1-鱼眼摄像机，2-公路结冰检测器，3-信号控制器，4-显示终端，5-路面电导率探头，6-路基温度传感器，7-检测控制电路，8-空气湿度传感器，9-振动传感器。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了相互排斥的特质和/或步骤以外，均可以以任何方式组合，除非特别叙述，均可被其他等效或具有类似目的的替代特征加以替换，即，除非特别叙述，每个特征之一系列等效或类似特征中的一个实施例而已。

实施例1

如图1所示，一种用于公路路面结冰的检测***，包括鱼眼摄像机1、公路结冰检测器2、信号控制器3和显示终端4，所述鱼眼摄像机1设置于道路的一侧，所述鱼眼摄像机1离公路地面的安装高度为2.5m-5m。公路结冰检测器2设置于道路上；位于道路的两侧，易结冰的地方。为了使得检测更加的准确，鱼眼摄像机和公路结冰检测器可以多点布置，将公路的各段均设置，以达到更加全面的监测。所述公路结冰检测器2包括路基温度传感器6、空气湿度传感器8、振动传感器9、路面电导率探头5和检测控制电路7。其中，路基温度传感器用于检测路基的实时温度，空气湿度传感器用于检测路面上空气的湿度，当空气湿度达到一定值时，很容易在温度低的情况下直接结成冰。振动传感器检测路面的振动情况。路面电导率探头用于检测路面上的电导率。所述路基温度传感器6、空气湿度传感器8、振动传感器9、和路面电导率探头5的输出端分别与检测控制电路7的输入端相连；检测控制电路实时存储路基温度传感器6、空气湿度传感器8、振动传感器9、和路面电导率探头5传送来的信号。检测控制电路7的输出端与信号控制器3的输入端相连，将检测到的信号，及时的传送给信号控制器。所述鱼眼摄像机1的输出端与信号控制器3的另一输入端相连，鱼眼摄像机将图片信号及时的传送给信号控制器。信号控制器3的输出端与显示终端4无线连接，工作人员通过显示终端及时了解路况。

如图2所示，一种用于所述公路路面结冰检测***的检测方法，包括如下步骤：

第一步，在信号控制器中分别设置路面电导率、路基温度、路面上空气湿度、振动检测的判断阀值；同时，通过鱼眼摄像机监测路面状况。

第二步，通过检测控制电路中的微控制器进行路面电导率、路基温度、路面上空气湿度，以及振动的检测，并且将采集到的数据及时传送给信号控制器；通过鱼眼摄像机将监测到的图片信号传送给信号控制器；所述信号控制器包括微控制器、信号转换器和信号发射器，所述信号发射器与显示终端4内的信号接收单元通过4G通信连接。所述微控制器采用了基于stormvision气象算法的处理芯片，用于接收传感器数据并且进行计算分析结冰概率。

第三步，信号控制器将从检测控制电路中接收到的信号进行分析，并与第一步中设定的阀值进行比对，判断是否超过阀值；若超过阀值，则通过无线通信将该信号连同鱼眼摄像机监测到的图片信号一同传送给显示终端；若判断结果发现并未超过阀值，则不发送信号给显示终端。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种用于公路路面结冰的检测***，其特征在于：包括鱼眼摄像机（1）、公路结冰检测器（2）、信号控制器（3）和显示终端（4），所述鱼眼摄像机（1）设置于道路的一侧，公路结冰检测器（2）设置于道路上；所述公路结冰检测器（2）包括路基温度传感器（6）、空气湿度传感器（8）、振动传感器（9）、路面电导率探头（5）和检测控制电路（7），所述路基温度传感器（6）、空气湿度传感器（8）、振动传感器（9）、和路面电导率探头（5）的输出端分别与检测控制电路（7）的输入端相连；检测控制电路（7）的输出端与信号控制器（3）的输入端相连，所述鱼眼摄像机（1）的输出端与信号控制器（3）的另一输入端相连，信号控制器（3）的输出端与显示终端（4）无线连接。

2.如权利要求1所述的用于公路路面结冰的检测***，其特征在于：所述鱼眼摄像机（1）离公路地面的安装高度为2.5m-5m。

3.如权利要求1所述的用于公路路面结冰的检测***，其特征在于：所述信号控制器包括微控制器。

4.如权利要求1所述的用于公路路面结冰的检测***，其特征在于：所述信号控制器（3）包括信号转换器和信号发射器，所述信号发射器与显示终端（4）内的信号接收单元通过4G通信连接。

5.一种用于权利要求1所述公路路面结冰检测***的检测方法，其特征在于：包括如下步骤：

第一步，在信号控制器中分别设置路面电导率、路基温度、路面上空气湿度、振动检测的判断阀值；同时，通过鱼眼摄像机监测路面状况；

第二步，通过检测控制电路中的微控制器进行路面电导率、路基温度、路面上空气湿度，以及振动的检测，并且将采集到的数据及时传送给信号控制器；通过鱼眼摄像机将监测到的图片信号传送给信号控制器；

第三步，信号控制器将从检测控制电路中接收到的信号进行分析，并与第一步中设定的阀值进行比对，判断是否超过阀值；若超过阀值，则通过无线通信将该信号连同鱼眼摄像机监测到的图片信号一同传送给显示终端；若判断结果发现并未超过阀值，则不发送信号给显示终端。