(投稿)数字图像处理技术在高速公路能见度检测中的应用.docVIP

数字图像处理技术在高速公路能见度检测中的应用 关 可1 亓淑敏1 梁 佳2 （1.长安大学 信息工程学院，陕西 西安 710064； 2. 信雅达科技有限公司， 浙江 杭州 310053） 摘要：通过对大气能见度计算的理论分析，证明用图像处理技术测量大气能见度的可行性，并提出了一种基于图像处理技术的高速公路能见度测试系统。该系统以TMS320C6713型高性能DSP芯片为核心，包括模拟图像采集电路，A/D转换电路，图像存储器、电源管理模块和数据通信模块的高速公路能见度测量仪的硬件结构和采用灰度修正、自适应阈值化背景分离’an University Information Engineering Institute, ShaanXi Xi’an 710064; 2. XinYaDa Technology Co.，Ltd， ZheJiang Hangzhou 310053 ) Abstract: The theoretical analysis for calculation of air visibility shows the feasibility to apply digital image processing technology on air visibility measurement, based on which a new highway air visibility measurement system is proposed. The hardware structure of the highway air visibility measurement system is composed of high performance DSP IC, model TMS320C6713, the core of the structure, analog image-sampling circuit, A/D conversion circuit, image storage, power management module and communication module and the arithmetic of the system can be divided into three steps, which are brightness correction, self adapt threshold and the object separation from background and calculation of air visibility. The examinations to the system testify that it can work well in the different weather condition of highway and it can measure air visibility stably and accurately. This new system is the good way to measure the air visibility on highway. Keywords: Image processing, highway, visibility, DSP 1 引言 气象能见度是影响道路交通安全的一个重要因素，我国多条高速公路，如沈大、京石等都曾因雨、雾造成的大气能见度低引发恶性交通事故，造成极大经济损失[1]。由于雨、雾天气行成的不确定性，在一些干道或雨、雾多发地段全天候监测高速公路上的能见度，并利用情报板等手段及时对车速、车流等进行调控，可以大大降低在低能见度条件下交通事故的发生率。 目前，测量能见度主要有两种方法：目测法和器测法。目测法是由具有正常视力且受过适当训练的观测员采用人工目测方法来确定大气能见度的方法，目测法受主观因素影响较多，并且无法满足全天候和无人值守路段监测的需求。能见度器测法主要采用透射型，散射型和激光雷达测量仪。透射型能见度测量仪体积大、基线长、安装复杂；散射式能见度测量仪的测量精度主要受光源稳定性的影响，同时难以克服能见度信号弱的问题；激光雷达式能见度测量仪价格昂贵、寿命低、维护困难[2-3]。由于上述器测法的种种缺陷，使其在高速公路领域一直没有推广应用。本文正是基于这个现状，提出了一种适宜于在高速公路上工作的基于数字图像处理技术的能见度测量系统，该系统既能准确测量大气能见度，又可以克服上述测量仪的体积大、安装难、价格高、准确性低等缺点。 2 数字图像处理技术测量能见度原理分析 由能见度测量的基本方程（Bouguer-Lambert 定律）[4-6]：