CN110164145A - 一种高速路况智能警示***及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种高速路况智能警示***及其工作方法，涉及道路交通技术领域。本发明包括灯光带、LED警示牌、监控摄像头和控制模块；监控摄像头内部设置有车速采集模块、车距采集模块、GPS定位模块和无线通讯模块；无线通讯模块分别与急救中心和报警中心连接。本发明通过控制模块连接多种采集模块，车距采集模块获取视频图像序列，运用子适应背景做差技术从背景图像中分离出运动图像，以斑块的形式表现在二值图像上，利用斑块分析算法对斑块进行分类与聚合，得到板块的基本信息，再通过预先设置好的阀值对道路车辆的运行状态进行判断，提高了车辆状态判别的准确率，并能够快速通知报警中心，提高医护人员救援效率。

Description

一种高速路况智能警示***及其工作方法

技术领域

本发明属于道路交通技术领域，特别是涉及一种高速路况智能警示***及其工作方法。

背景技术

在当前城市化进程中，随着新兴城市的崛起和老城区的扩建，高速交通道路也在不断建设，行驶在道路上的机动车数量也在快速增加。为了机动车能够在高速道路上通行的更安全，往往需要在一些路段上安装一些警示牌或警示设备来告知机动车驾驶人员，特别是在某些特定的路段上，要求机动车速度被限定在某一固定的速度值以下行驶。因此，常在事故多发路段上安放一些限速警示牌，提醒过往驾驶人员路过此地注意自己的车速以及前方是交通事故多发路段。

但是由于一些驾驶人员的驾驶习惯和守法意识淡薄，却对道路旁警示牌的警示熟视无睹，因此造成了许多不应该发生的交通事故。且传统限速警示牌基本都是无智能化功能的警示牌，其功能只有固定限速标识，每个地段限速的速度值都各不相同，不具备相互交换性，没有实时车辆速度检测功能和事故预警播报的功能，不能够对前方出现事故的路段提出约束性的警示，容易导致二次事故的发生。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高速路况智能警示***，通过控制模块连接多种采集模块，采集模块获取视频图像序列，运用子适应背景做差技术从背景图像中分离出运动图像，以斑块的形式表现在二值图像上，利用斑块分析算法判断出车辆斑块的运动信息，反馈至显示设备上，解决了现有的警示牌自动化程度低、没有智能提醒功能的问题。

为解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明为一种高速路况智能警示***，包括位于高速公路两侧防撞护栏上的灯光带和LED警示牌、位于高速公路正上方支架上的监控摄像头和控制模块，其特征在于：

所述控制模块分别与灯光带、LED警示牌和监控摄像头相连；

所述监控摄像头内部设置有车速采集模块、车距采集模块、GPS定位模块和无线通讯模块；

所述灯光带用于根据不同的高速路况发出不同颜色的灯光；

所述LED显示屏用于根据高速路况信息展示不同的警示信息；

所述监控摄像头用于对高速公路车辆运行状况进行视频图像采集；

所述车速采集模块用于对车辆行驶速度进行采集；所述车距采集模块用于对相邻两车之间的行驶距离进行测定；所述GPS定位模块用于用对监控摄像头的所在的地理位置进行定位；

所述无线通讯模块分别与急救中心和报警中心连接。

优选地，所述监控摄像头内车距采集模块对图像的具体处理步骤如下：

步骤S01、视频图像序列：监控摄像头获取图像视频序列；

步骤S02、背景提取：监控摄像头获取高速道路无车通过时的背景图像；

步骤S03、背景作差：利用自适应性的背景作差技术从背景中分离出运动对象，即前景图；

步骤S04、斑块聚类：将提取出的前景图以斑块的形式进行分类和聚合，获取车辆斑块基本信息；

步骤S05、形变效正：根据摄像机所处高度和角度的不同，将导致图像不同程度的非线性形变，对图像进行形变效正，对参数进行恢复；

步骤S06、移动车辆追踪：对车辆参数进行进行计算判断车辆流量、轨迹以及交通事故。

优选地，所述步骤S06中，对车辆斑块进行效正后，通过前后两斑块之间的距离判断相邻两车之间的距离；根据设定的阀值，当两车的斑块之间发生重合或距离小于阀值，则认定车辆之间发生了事故。

优选地，所述步骤S06中，确定了事故发生地点，GPS定位模块与控制模块进行信号传输；所述GPS定位模块采集到的地理位置信息通过控制模块发送到附近道路上的LED警示牌上。

优选地，所述车速采集模块与控制模块相连；所述车速采集模块采集驾驶车辆的当前车速，获取车速后通过比对预先设置好的阀值，判断当前道路拥堵状况。

优选地，所述灯光带发出的灯光颜色包括红色、黄色和绿色；当道路判断为无车辆拥堵也无交通事故时，则灯光带呈绿色；当道路判断为前方拥堵时，则灯光带呈黄色；当道路判断为前方事故或路段维修时，则灯光带呈红色。

本发明为一种高速路况智能警示***的工作方法，包括如下步骤：

步骤L1：预先设置***工作所必须的参数和各类判断的阀值；

步骤L2：启动高速路况智能警示***；

步骤L3：监控摄像头实时采集高速道路车辆运行视频图像；

步骤L4：车距采集模块对采集到的视频每一帧图像进行处理判断车辆流量、轨迹以及交通事故；

步骤L5：控制模块通过无线通讯模块将采集的信息发送至报警中心，当出现交通事故，发送至报警中心的同时发送至急救中心；

步骤L6：控制模块控制事故附近的LED警示牌显示GPS定位到的位置信息；

步骤L7：控制模块控制道路事故附近的灯光带显示对应的灯光颜色。

本发明具有以下有益效果：

(1)本发明通过控制模块连接多种采集模块，车距采集模块获取视频图像序列，运用子适应背景做差技术从背景图像中分离出运动图像，以斑块的形式表现在二值图像上，利用斑块分析算法对斑块进行分类与聚合，得到板块的基本信息，再通过预先设置好的阀值对道路车辆的运行状态进行判断，提高了车辆状态判别的准确率，并能够快速通知报警中心，提高医护人员救援效率。

(2)本发明通过给事故路段附近的LED警示牌发送事故信息，提醒司机注意前方事故路段，灯光带同事利用不同颜色的灯光提醒司机前方路段的事故，降低了二次事故的发生几率。

当然，实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种高速路况智能警示***的结构示意图；

图2为本发明的一种高速路况智能警示***的工作方法步骤图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1所示，本发明为一种高速路况智能警示***，包括位于高速公路两侧防撞护栏上的灯光带和LED警示牌、位于高速公路正上方支架上的监控摄像头和控制模块；控制模块分别与灯光带、LED警示牌和监控摄像头相连；监控摄像头内部设置有车速采集模块、车距采集模块、GPS定位模块和无线通讯模块；灯光带用于根据不同的高速路况发出不同颜色的灯光；LED显示屏用于根据高速路况信息展示不同的警示信息；监控摄像头用于对高速公路车辆运行状况进行视频图像采集；车速采集模块用于对车辆行驶速度进行采集；车距采集模块用于对相邻两车之间的行驶距离进行测定；GPS定位模块用于用对监控摄像头的所在的地理位置进行定位；无线通讯模块分别与急救中心和报警中心连接，当出现重大事故，如多辆汽车追尾、起火或***等等，***会自动通知急救中心具体路段发送了交通事故，提醒医护人员前往救援，当出现小事故时，如追尾、剐蹭、车辆故障等等，***会自动通知报警中心具体路段发生的事故，提醒交警前往现场。

其中，监控摄像头内车距采集模块对图像的具体处理步骤如下：

步骤S01、视频图像序列：监控摄像头获取图像视频序列；

步骤S02、背景提取：监控摄像头获取高速道路无车通过时的背景图像；

步骤S03、背景作差：利用自适应性的背景作差技术从背景中分离出运动对象，即前景图；

步骤S04、斑块聚类：将提取出的前景图以斑块的形式进行分类和聚合，获取车辆斑块基本信息；

步骤S05、形变效正：根据摄像机所处高度和角度的不同，将导致图像不同程度的非线性形变，对图像进行形变效正，对参数进行恢复；

步骤S06、移动车辆追踪：对车辆参数进行进行计算判断车辆流量、轨迹以及交通事故。

其中，步骤S06中，对车辆斑块进行效正后，通过前后两斑块之间的距离判断相邻两车之间的距离；根据设定的阀值，当两车的斑块之间发生重合或距离小于阀值，则认定车辆之间发生了事故。

其中，步骤S06中，确定了事故发生地点，GPS定位模块与控制模块进行信号传输；GPS定位模块采集到的地理位置信息通过控制模块发送到附近道路上的LED警示牌上。

其中，车速采集模块与控制模块相连；车速采集模块采集驾驶车辆的当前车速，获取车速后通过比对预先设置好的阀值，判断当前道路拥堵状况。

其中，灯光带发出的灯光颜色包括红色、黄色和绿色；当道路判断为无车辆拥堵也无交通事故时，则灯光带呈绿色；当道路判断为前方拥堵时，则灯光带呈黄色；当道路判断为前方事故或路段维修时，则灯光带呈红色，提醒司机时刻注意前方路况状态信息。

请参阅图2所示，本发明为一种高速路况智能警示***的工作方法，包括如下步骤：

步骤L1：预先设置***工作所必须的参数和各类判断的阀值；

步骤L2：启动高速路况智能警示***；

步骤L3：监控摄像头实时采集高速道路车辆运行视频图像；

步骤L4：车距采集模块对采集到的视频每一帧图像进行处理判断车辆流量、轨迹以及交通事故；

步骤L5：控制模块通过无线通讯模块将采集的信息发送至报警中心，当出现交通事故，发送至报警中心的同时发送至急救中心；

步骤L6：控制模块控制事故附近的LED警示牌显示GPS定位到的位置信息；

步骤L7：控制模块控制道路事故附近的灯光带显示对应的灯光颜色。

值得注意的是，上述***实施例中，所包括的各个单元只是按照功能逻辑进行划分的，但并不局限于上述的划分，只要能够实现相应的功能即可；另外，各功能单元的具体名称也只是为了便于相互区分，并不用于限制本发明的保护范围。

另外，本领域普通技术人员可以理解实现上述各实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，相应的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中。

以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节，也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然，根据本说明书的内容，可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例，是为了更好地解释本发明的原理和实际应用，从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (7)

1.一种高速路况智能警示***，包括位于高速公路两侧防撞护栏上的灯光带和LED警示牌、位于高速公路正上方支架上的监控摄像头和控制模块，其特征在于：

所述控制模块分别与灯光带、LED警示牌和监控摄像头相连；

所述监控摄像头内部设置有车速采集模块、车距采集模块、GPS定位模块和无线通讯模块；

所述灯光带用于根据不同的高速路况发出不同颜色的灯光；

所述LED显示屏用于根据高速路况信息展示不同的警示信息；

所述监控摄像头用于对高速公路车辆运行状况进行视频图像采集；

所述车速采集模块用于对车辆行驶速度进行采集；所述车距采集模块用于对相邻两车之间的行驶距离进行测定；所述GPS定位模块用于用对监控摄像头的所在的地理位置进行定位；

所述无线通讯模块分别与急救中心和报警中心连接。

2.根据权利要求1所述的一种高速路况智能警示***，其特征在于，所述监控摄像头内车距采集模块对图像的具体处理步骤如下：

步骤S01、视频图像序列：监控摄像头获取图像视频序列；

步骤S02、背景提取：监控摄像头获取高速道路无车通过时的背景图像；

步骤S03、背景作差：利用自适应性的背景作差技术从背景中分离出运动对象，即前景图；

步骤S04、斑块聚类：将提取出的前景图以斑块的形式进行分类和聚合，获取车辆斑块基本信息；

步骤S05、形变效正：根据摄像机所处高度和角度的不同，将导致图像不同程度的非线性形变，对图像进行形变效正，对参数进行恢复；

步骤S06、移动车辆追踪：对车辆参数进行进行计算判断车辆流量、轨迹以及交通事故。

3.根据权利要求2所述的一种高速路况智能警示***，其特征在于，所述步骤S06中，对车辆斑块进行效正后，通过前后两斑块之间的距离判断相邻两车之间的距离；根据设定的阀值，当两车的斑块之间发生重合或距离小于阀值，则认定车辆之间发生了事故。

4.根据权利要求2所述的一种高速路况智能警示***，其特征在于，所述步骤S06中，确定了事故发生地点，GPS定位模块与控制模块进行信号传输；所述GPS定位模块采集到的地理位置信息通过控制模块发送到附近道路上的LED警示牌上。

5.根据权利要求1所述的一种高速路况智能警示***，其特征在于，所述车速采集模块与控制模块相连；所述车速采集模块采集驾驶车辆的当前车速，获取车速后通过比对预先设置好的阀值，判断当前道路拥堵状况。

6.根据权利要求1所述的一种高速路况智能警示***，其特征在于，所述灯光带发出的灯光颜色包括红色、黄色和绿色；当道路判断为无车辆拥堵也无交通事故时，则灯光带呈绿色；当道路判断为前方拥堵时，则灯光带呈黄色；当道路判断为前方事故或路段维修时，则灯光带呈红色。

7.根据权利要求1所述的一种高速路况智能警示***的工作方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤L1：预先设置***工作所必须的参数和各类判断的阀值；

步骤L2：启动高速路况智能警示***；

步骤L3：监控摄像头实时采集高速道路车辆运行视频图像；

步骤L4：车距采集模块对采集到的视频每一帧图像进行处理判断车辆流量、轨迹以及交通事故；

步骤L5：控制模块通过无线通讯模块将采集的信息发送至报警中心，当出现交通事故，发送至报警中心的同时发送至急救中心；

步骤L6：控制模块控制事故附近的LED警示牌显示GPS定位到的位置信息；

步骤L7：控制模块控制道路事故附近的灯光带显示对应的灯光颜色。