基于视频分析技术的高速公路团雾预警系统设计

发布时间：2020-05-07 14:42

【摘要】：随着我国高速公路里程数的不断增加,车辆在高速公路行驶过程中遭遇雾霾、团雾等能见度骤降的灾害的可能性不断增加,容易引发交通事故,给国家和广大人民群众生命财产安全造成了不可估量的损失。因而高速公路团雾监测预警研究越来越受到国家的重视,设计一个科学、完善、实用的高速公路团雾预警车载终端系统,为驾驶员提供高效、准确的实时语音预警,有效降低团雾等气象灾害所造成的人员伤亡和经济损失是社会发展的需要。计算机视觉技术和风险评估理论的高速发展为团雾灾害的检测预警研究提供了一个功能强大而又方便有效的方法。因而开发基于视频分析技术的车载团雾预警系统具有广阔的应用前景。本文以AM3517开发板作为车载智能终端的硬件平台,以OpenCV计算机视觉库为基础,结合CCD传感器技术、嵌入式开发技术,使用Android C++作为开发工具,“定性判断+定量判别”预警预报模式,以Koschmieder模型为基础,通过分析车载摄像头采集的车辆前端道路图像,结合Canny-Deriche滤波器、Nagao滤波器、区域生长法得到图像的亮度距离曲线,计算大气消光系数,从而得到气象能见度距离,然后根据Fisher判别分析方法和Logistic回归模型给出团雾风险等级以及发生概率,最后进行实时语音预警,提醒驾驶员降低车速防止交通事故。主要设计工作包括团雾预警系统软件的功能结构设计、主界面设计、基于Android Camera的图像采集、图像预处理工作、快速区域增长法、角点检测以及气象能见度距离计算,给出了相关的软件界面以及部分关键代码。团雾预警系统测试和分析工作结果表明,本文设计的车载终端的性能检测和功能检测合格并达到预期目标,团雾预警系统软件能够自动检测车辆行驶过程中车辆前方的团雾状态,并能进行语音预警,具备实用性。
【图文】：

示意图,预警系统,示意图

团雾造成的灾害进行及时的预测、预防的目的，有效保障车辆行驶安全车载团雾预警系统的工程实施进行设计，有必要完成车载团雾预警系统析及系统总体设计。需求分析总体需求车载团雾预警系统通过汽车视觉传感器探测技术来对汽车行驶前方大进行无间断、无疲劳的实时识别，对大气能见度各种级别进行实时分析并对影响驾驶安全的危险情形尤其是团雾骤降做出相应的判断。当车载系统判断出汽车前方有团雾存在潜在危险时，应该立即提前向驾驶员发号，以提醒驾驶者必须尽快做出相应的处理，实现团雾预警起到预防交作用，车载团雾预警系统如图 2.1 所示。

示意图,网络架构,预警系统,示意图

长安大学硕士学位论文证记录点，能够实现对驾驶员的全程监督，相关的行车数据可以在高速出口被读取和审核，，在车载终端监督和语音提示下的超速很大程度上是恶意超速，可以制订较重处罚条款；另一方面，在线服务平台从导航数据库中获取当前路段当前路况、车速控制、导航信息、管理信息等实时告诉驾驶员，随时通过语音声控提醒驾驶员必要的安全信息。北斗/GPS 模块可以实现车辆定位以及连续测定车辆运行速度的功能。CCD 图像传感器结合特定目标物图像识别算法、风险评估算法可以计算当前路段的大气团雾现状。车载终端与车辆内部其它电子系统的通信采用 CAN 总线，具体的网络架构如图 2.3 所示。
【学位授予单位】：长安大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.41;TP311.52

【参考文献】