[发明专利]一种高效的路段交通状况监控系统

说明书

技术领域

本发明创造涉及城市交通技术领域，具体涉及一种高效的路段交通状况监控系统。

背景技术

随着社会的进步，经济的发展，人民的生活水平得到了极大的提高，汽车成为家家户户必不可少的出行工具。然而，随着汽车数量的极具增加，城市道路交通面临着巨大的压力，尤其是城市的快速道路、立交桥等城市快速通道，每日上下班高峰时期几乎都存在着严重的交通堵塞现象。

为了缓解交通堵塞，方便人们出行，一种能够实时监控路段交通状况的系统有着重要的研究价值，根据监控系统可以及时了解到路段的交通状况，交通部门可以根据路段交通状况实时通知驾驶员各路段的交通状况，让驾驶员根据情况自主选择道路，在很大程度上缓解了道路的交通压力。

发明内容

针对上述问题，本发明旨在提供一种高效的路段交通状况监控系统。

本发明创造的目的通过以下技术方案实现：

一种高效的路段交通状况监控系统，包括图像采集模块、图像处理模块、图像传输模块和路面监控模块；所述图像采集模块设置于无人飞机上，用于拍摄原始路段图像，图像处理模块与图像采集模块连接，用于对所述原始路段图像进行后续处理，处理后的图像由图像传输模块发送给路面监控模块，由路面监控模块提取图像中的路段交通状况信息，并将路面交通状况信息通过广播实时反映给驾驶员。

优选地，所述图像采集模块采用摄像机收集原始路段图像。

优选地，还设置有GPS模块，所述GPS模块设置在无人机上，用于向路面监控模块实时发送无人机的位置信息。

优选地，所述图像处理模块包括图像预处理单元、目标检测单元和图像加密单元。

优选地，所述图像预处理单元用于对所述的原始路段图像中差异性过小的图像进行剔除并对原始路段图像进行裁剪，具体包括：

(1)对差异性过小的图像进行剔除，图像的差异性采用如下方式判断：

a、对于两幅图像C(x,y)和K(m,n)，对于图像上相同位置的像素点，定义相似性公式，

式中，ρ表示两幅图像的差异性，R(x,y)、G(x,y)、B(x,y)分别表示C图像中的红色、绿色和蓝色色彩分量值，R(m,n)、G(m,n)、B(m,n)分别表示K图像中的红色、绿色和蓝色色彩分量值；

b、若图像的差异性小于10％，则随机选取其中一幅图像作为冗余图像剔除。

(2)对剔除后的图像进行裁剪，具体包括：

设原始路段图像的面积为X，对图像的边缘进行裁剪，保留图像中心区域，中心区域所占图像面积比例采用如下公式确定：

式中，表示裁剪后的图像占原图像面积比，h_min为摄像机最短焦距，h为采集图像时所用的实际焦距。

优选地，所述目标检测单元用于从裁剪后的原始路段图像中进行目标的有效检测，具体包括：

(1)从裁剪后的原始路段图像中提取目标区间的直方图并去除其中的阴影，具体包括：

a.获取每个像素所对应的r_i、g_i、b_i分量，建立裁剪后的原始路段图像的RGB色彩空间

b.利用下列方法将进行降维处理，具体为：

式中，f为原始路段图像的总像素总数；

c.将得到的进行投影处理，获得投影后的灰度值p_i，具体为：

d.将获得的本征灰度值p_i进行归一化处理，处理公式如下；

e.建立灰度值p′_i的直方图，规定其分组数为v，分组数v满足最小分组数；

f.计算直方图概率s_j，以求得本征图在每个角度θ的熵，其计算公式为：

式中，t_j为直方图组j中的像素点总数，q_θ为直方图在角度θ的熵，v为直方图分组数；

g.采用从0到180°进行投影，获取每个角度投影得到的本征图，按照上述方法计算本征图在每个角度θ的熵，从而求得最小熵q_θ′，具体为：

q_θ′＝minq_θ θ∈(0，180°)

h.最小熵q_θ′所对应的角度就是本征角θ′,其对应灰度图像即为目标的光照无关图M_o；