CN108776135B - 一种多因子联合道路雾天检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及雾天检测装置技术领域，具体的说是一种多因子联合道路雾天检测装置。本发明包括：透雾摄像机、模式控制单元、图像处理单元、温度传感器、湿度传感器、决策单元和报警单元。本发明通过对透雾摄像机在不开启和开启透雾功能下，分别输出的连续两幅灰度图像的直方图对比，并联合温度传感器和湿度传感器的数据，从而实现对雾天的准确检测。

Description

一种多因子联合道路雾天检测装置
技术领域
本发明涉及雾天检测装置技术领域，具体的说是一种多因子联合道路雾天检测装置。
背景技术
传统的雾天检测主要采用的是气象卫星遥感和能见度观测仪。气象卫星遥感主要用于大范围的雾天监测，对于范围仅有几公里的团雾基本监测不到，而且实时性不高。能见度观测仪对雾天的检测效果很好，但是价格昂贵，难以在道路上密集布置。
因此，一些研究提出利用摄像机来检测雾天。这些研究主要是根据雾天环境下图像颜色空间的分布性质，并通过实验得到相应的阈值来划分雾天。但是单纯的利用图像的性质经常会受到不同环境的影响，导致雾天检测不准确。
发明内容
针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种多因子联合道路雾天检测装置。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：一种多因子联合道路雾天检测装置，包括：
透雾摄像机，具有透雾和非透雾的工作模式，用于采集环境视频信息；
模式控制单元，用于对所述透雾摄像机的透雾/非透雾工作模式进行切换；
图像处理单元，用于在所述透雾摄像机的两种工作模式下分别保存一幅图像，计算两幅图像的直方图并将所述直方图向量化，得到Pm和Pn，并计算dist＝||Pm-Pn||，其中，||·||代表向量模运算；
温度传感器，用于检测环境温度信息；
湿度传感器，用于检测环境湿度信息；
决策单元，用于根据所述温度传感器、湿度传感器检测到的信息和图像处理单元得到的dist，判断是否有雾及是否为大雾。
所述模式控制单元以时间间隔T控制所述透雾摄像机在非透雾和透雾两种工作模式间切换。
所述图像处理单元对在非透雾模式的透雾摄像机采集的视频信息中保存的图像行灰度化处理，具体为：
Y＝0.3R+0.59G+0.11B
其中，R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色分量，Y代表灰度化处理后的图像。
所述决策单元用于：
若dist<T1，则没有雾；
若T1<dist<T2且Temp<10℃且Hum>90％，则判断为有雾；
若dist>T2，则判断为大雾；
其中，T1代表预设的有雾阈值，T2代表预设的大雾阈值，Temp代表温度传感器检测到的信息，Hum代表湿度传感器检测到的信息。
还包括报警单元，用于在所述决策单元输出的判断结果为有雾或者大雾的情况下，输出报警信息。
本发明具有以下优点及有益效果：
1、本发明通过对透雾摄像机在不开启和开启透雾功能下，分别输出的连续两幅灰度图像的直方图对比，并联合温度传感器和湿度传感器的数据，从而实现对雾天的准确检测。
2、本发明不仅利用了雾天图像的性质，更联合了温湿度传感器，从雾天形成的因素角度对检测的结果进行验证，大大提高了检测的准确度。
附图说明
图1为本发明的整体结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对本发明做进一步的详细说明。
如图1所示，本发明提供的一种多因子联合道路雾天检测装置的一个实施例，包括：
透雾摄像机，具有透雾和非透雾的工作模式，用于采集环境视频信息；
模式控制单元，用于对所述透雾摄像机的透雾/非透雾工作模式进行切换；
图像处理单元，用于在所述透雾摄像机的两种工作模式下分别保存一幅图像，计算两幅图像的直方图并将所述直方图向量化，得到Pm和Pn，并计算dist＝||Pm-Pn||，其中，||·||代表向量模运算；
在所述非透雾模式的透雾摄像机采集的视频信息中保存一幅图像，即第一图像，并对原始图像进行灰度化；在所述透雾模式的透雾摄像机采集的视频信息中保存一幅图像，即第二图像；
温度传感器，用于检测环境温度信息；
湿度传感器，用于检测环境湿度信息；
决策单元，用于根据所述温度传感器、湿度传感器检测到的信息和图像处理单元得到的dist，判断是否有雾及是否为大雾。
传统的透雾摄像机的主要应用是在雾天人工开启透雾模式，得到透雾之后的图像(即第二图像)，本发明中的模式控制单元可以以时间间隔T控制透雾摄像机在非透雾(彩色)和透雾(灰度)两种模式间切换。图像处理单元分别在非透雾状态和透雾状态下保存两幅图像：一幅是原始图像，即第一图像；另一幅是开启透雾功能后的图像，即第二图像。因为原始图像(第一图像)是彩色图像，先将其灰度化：
Y＝0.3R+0.59G+0.11B
其中R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色分量。分别计算两幅图像(灰度化后的第一图像和第二图像)的直方图，将直方图向量化，按灰度值从0到255将直方图中的元素排列构成向量，得到Pm和Pn：
Pm＝[pm0,pm1,...,pmi,...,pm255]
Pn＝[pn0,pn1,...,pni,...,pn255]
其中，pmi表示灰度值为i的像素占整幅灰度化后的第一图像的比例，pni表示灰度值为i的像素占整幅第二图像的比例。
计算dist＝||Pm-Pn||。其中，||·||代表向量模运算。图像处理单元将dist传输给决策单元。
决策单元从温度传感器得到的数据记为Temp，从湿度传感器得到的数据记为Hum。
若dist<T1，则没有雾；
若T1<dist<T2且Temp<10℃且Hum>90％，则判断为有雾；
若dist>T2，则判断为大雾。
其中，T1代表预设的有雾阈值，T2代表预设的大雾阈值。如果判断结果为有雾或者大雾，决策单元会通过报警单元输出报警信息。
本发明通过对透雾摄像机在不开启和开启透雾功能下，分别输出的连续两幅灰度图像的直方图对比，并联合温度传感器和湿度传感器的数据，从而实现对雾天的准确检测。

Claims (5)

1.一种多因子联合道路雾天检测装置，其特征在于，包括：
透雾摄像机，具有透雾和非透雾的工作模式，用于采集环境视频信息；
模式控制单元，用于对所述透雾摄像机的透雾/非透雾工作模式进行切换；
图像处理单元，用于在所述透雾摄像机的两种工作模式下分别保存一幅图像，计算两幅图像的直方图并将所述直方图向量化，得到Pm和Pn，并计算dist＝||Pm-Pn||，其中，||·||代表向量模运算；
Pm＝[pm0,pm1,...,pmi,...,pm255]
Pn＝[pn0,pn1,...,pni,...,pn255]
其中，pmi表示灰度值为i的像素占整幅灰度化后的第一图像的比例，pni表示灰度值为i的像素占整幅第二图像的比例；
温度传感器，用于检测环境温度信息；
湿度传感器，用于检测环境湿度信息；
决策单元，用于根据所述温度传感器、湿度传感器检测到的信息和图像处理单元得到的dist，判断是否有雾及是否为大雾。
2.根据权利要求1所述的一种多因子联合道路雾天检测装置，其特征在于，所述模式控制单元以时间间隔T控制所述透雾摄像机在非透雾和透雾两种工作模式间切换。
3.根据权利要求1所述的一种多因子联合道路雾天检测装置，其特征在于，所述图像处理单元对在非透雾模式的透雾摄像机采集的视频信息中保存的图像行灰度化处理，具体为：
Y＝0.3R+0.59G+0.11B
其中，R、G、B分别代表红、绿、蓝三种颜色分量，Y代表灰度化处理后的图像。
4.根据权利要求1所述的一种多因子联合道路雾天检测装置，其特征在于，所述决策单元用于：
若dist<T1，则没有雾；
若T1<dist<T2且Temp<10℃且Hum>90％，则判断为有雾；
若dist>T2，则判断为大雾；
其中，T1代表预设的有雾阈值，T2代表预设的大雾阈值，Temp代表温度传感器检测到的信息，Hum代表湿度传感器检测到的信息。
5.根据权利要求1所述的一种多因子联合道路雾天检测装置，其特征在于，还包括报警单元，用于在所述决策单元输出的判断结果为有雾或者大雾的情况下，输出报警信息。
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