[发明专利]一种基于道路摄像头的路面结冰监测方法与系统

说明书

本发明公开一种基于道路摄像头的路面结冰监测方法与系统，不需要像接触式传感器挖开路面等；基于摄像头图像处理的结冰监测方法，利用目前现有的道路安装的摄影头提供的海量的、连续图像，即拓宽了现有数据的利用领域，又弥补了目前光波、超声式、红外结冰传感器等非接触式结冰传感器因价格昂贵导致的推广应用困难的不足，提供了一种实时、经济的道路结冰监测与预警方法。

技术领域

本发明涉及一种路面结冰监测方法与系统，具体是一种基于道路摄像头的路面结冰监测方法与系统，属于路面结冰监测技术领域。

背景技术

据统计在交通事故的影响因素中，由天气条件因素引起的道路条件因素的引起的交通事故的比例约占45％，而道路结冰造成的交通事故占冬季交通事故总量的35％。我国北方的公路、城市道路和机场道路在冬季都会受到冰雪影响，道路结冰的监测，对较少道路交通事故，确保交通畅通和安全，减少经济损失，具有重要的意义。

目前道路的结冰状态的监测研究和相关专利以各种类型的接触式传感器为基础，如张开生等申请的“一种高速公路路面结冰的监测识别装置及方法”(CN201610333055.3)；孟伟等人申请的“高速公路结冰预警系统” (CN201320336854.8)；牛滨等申请的“高速公路路面结冰监测系统” (CN201420073613.3)；王益申请的“用于公路路面结冰的智能监测系统及监测方法(CN201410777387.1)；江苏中路工程技术研究院有限公司申请的“一种高速公路路面结冰监控装置和监控方法”(CN201610799360.1)；吉永海等申请的“一种道路结冰安全预警装置及预警方法”(CN201710632676.6)；；山东威林特新能源科技有限公司申请的“一种路面冰情检测及自动融冰系统” (CN201510070262.X)都采用的接触式结冰传感器。光波、超声式、主动式红外结冰传感器等非接触式结冰传感器因价格昂贵，应用较少。

随摄影头的普及，连续的视频图像以成为方便、快速、经济的获取路面信息的方式，在获取车辆违章、交通流、车牌识别等方面都得到了广泛的应用，但基于摄影头的路面结冰监测方面的研究还较少。利用图像处理技术获取结冰状况的应用以海冰、输电线路覆冰较多，路面结冰监测方面的应用较少。曹治国等申请了“一种基于图像处理的结冰检测方法”(CN201110006549.8)，主要通过对水槽中标记的圆施加瞬时力，观测圆盘的状态检测结冰，李颀等基于Open CV+ Python技术和图像处理技术，设计了道路结冰检测系统。

随信息技术的发展，充分利用现有的海量图像数据，建立实时、经济的结冰监测系统是发展的方向。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种基于道路摄像头的路面结冰监测方法与系统，利用目前现有的道路安装的摄影头提供的海量的、连续图像数据，通过图像处理技术，实时监测路面的结冰情况，提供实时、经济的道路结冰监测与预警。

为了解决所述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种基于道路摄像头的路面结冰监测方法，包括以下步骤：

S01)、利用数据采集模块采集监测路面的实时温度信息和实时降水数据，并传输到信息处理中心；

S02)、信息处理中心对接收的数据进行判断，当温度小于零度，并且有降水发生时，调用摄像头的图像数据；

S03)、对摄像头提供的连续的序列图像数据，利用运动目标监测的高斯混合模型提取运动目标，然后剔除运动目标，获取图像的背景图片；

S04)、将背景图像转换到HIS空间，HIS指图像的色调、饱和度和强度，在背景图像上选择积水、积雪、结冰3中路面状态样本N个，确定亮度的阈值Y1，当获取的实时图像亮度小于Y1时，预判监测路面积水情况，当实时图像亮度大于 Y1时，预判检测路面结冰情况；

S05)、基于支持向量机的结冰监测模型，对预判结果为结冰的实时图像进行路面结冰模型的判读；