基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】一種基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，它包括CCD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一zigbee模塊、第二zigbee模塊、信息發(fā)布控制器、LED顯示屏和溫度檢測裝置，所述AD轉(zhuǎn)換器分別與CCD攝像機和數(shù)字圖像處理器連接，所述數(shù)字圖像處理器分別與SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一zigbee模塊和溫度檢測裝置連接，所述第二zigbee模塊與第一zigbee模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，所述信息發(fā)布控制器分別與第二zigbee模塊和LED顯示屏連接。它克服了傳統(tǒng)團霧預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴、信息采集困難和警示效果不明顯等缺點，具有良好的可升級性和維護性。
【專利說明】基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及一種團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，具體地說是一種基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]近年來，隨著經(jīng)濟的飛速發(fā)展我國高速公路里程也不斷延伸，高速公路方便快捷安全暢通的綜合效益不斷顯現(xiàn)。但由于高速公路車速快、流量大及其自身全封閉的特點，因此高速公路一旦遇到低能見度的特殊天氣，特別是具有突發(fā)性和隨機性的團霧狀況時就極易發(fā)生交通事故。由大霧(特別是團霧)、雨雪、沙塵暴等天氣因素致使高速公路上能見度降低已成為目前高速公路上交通事故的主要誘發(fā)因素，并且造成了社會經(jīng)濟和人民生命財產(chǎn)的巨大損失。因此，設(shè)計和開發(fā)高速公路團霧預(yù)警系統(tǒng)已成為交通行業(yè)亟待解決的問題。
[0003]我國在霧天交通安全的研究方面起步較晚，目前我國的高速公路團霧預(yù)警系統(tǒng)研究主要有以下幾方面:
[0004](I)基于GPRS的高速公路防霧預(yù)警系統(tǒng)
[0005]該系統(tǒng)利用高精度雙聯(lián)數(shù)字溫度傳感器對空氣的濕度進行測量，完成對高速公路現(xiàn)場濕度閾值判讀檢測，達到閾值時，由MCU(為控制單元)啟動能見度儀，完成防霧數(shù)據(jù)采集，由GPRS無線模塊傳送數(shù)據(jù)從而實現(xiàn)預(yù)警。
[0006](2)基于CAN總線的高速公路能見度預(yù)警系統(tǒng)
[0007]該系統(tǒng)由測量節(jié)點與通信總線組成，測量節(jié)點采用長距離采樣光電傳感器，利用鎖相檢測原理，測量由遠距離光電傳感器得到反映能見度狀況的微弱信號，同時由CAN總線組成的長距離通信絡(luò)實現(xiàn)各節(jié)點測量信號與控制信號的相互傳輸。
[0008]我國氣象監(jiān)測設(shè)備大多從國外進口，設(shè)備昂貴，維護保養(yǎng)困難，另外，由于設(shè)備的使用和維護不當，許多設(shè)備并沒發(fā)揮其應(yīng)有的作用。目前，國內(nèi)也有眾多能見度儀銷售廠家,主要有天裕德的TYD-MV能見度儀、贏富儀器等，但其系統(tǒng)復(fù)雜，采樣數(shù)據(jù)少，而且成本高，不適合高速公路大范圍使用。
[0009]在國內(nèi)外的相關(guān)領(lǐng)域中，對于這方面的探索和研究也相對較少，至今未有一種警示效果明顯，安全性能好，自動化程度高，操作簡單的團霧預(yù)警系統(tǒng)呈現(xiàn)。
實用新型內(nèi)容
[0010]本實用新型的目的在于提供一種基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，有效解決高速公路團霧的實時監(jiān)測和安全預(yù)警問題，減少或避免團霧引起的高速公路交通事故。
[0011]本實用新型解決其技術(shù)問題所采取的技術(shù)方案是:基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，用以采集設(shè)置在高速公路上的目標物的圖像信息進行團霧實時預(yù)警，其特征是:包括CXD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一 zigbee無線射頻模塊、第二 zigbee無線射頻模塊、信息發(fā)布控制器、LED顯示屏和溫度檢測裝置，所述CXD攝像機用以采集目標物的圖像信息，所述AD轉(zhuǎn)換器分別與CCD攝像機和數(shù)字圖像處理器連接，所述數(shù)字圖像處理器分別與SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一 zigbee無線射頻模塊和溫度檢測裝置連接，所述數(shù)字圖像處理器通過3G通信模塊與上位機連接；所述第二 zigbee無線射頻模塊與第一 zigbee無線射頻模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，所述信息發(fā)布控制器分別與第二 zigbee無線射頻模塊和LED顯示屏連接；所述的CXD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊和第一 zigbee無線射頻模塊構(gòu)成團霧實時監(jiān)測裝置；所述的第二 zigbee無線射頻模塊、信息發(fā)布控制器和LED顯示屏構(gòu)成團霧實時預(yù)
I=I目.0
[0012]優(yōu)選地，所述CXD攝像機包括ICX205AL圖像傳感器。
[0013]優(yōu)選地，所述AD轉(zhuǎn)換器包括TVP5146芯片。
[0014]優(yōu)選地，所述數(shù)字圖像處理器采用TI公司的TMS320C6713DSP處理器。
[0015]優(yōu)選地，所述的第一 zigbee無線射頻模塊和第二 zigbee無線射頻模塊均采用Chipcon公司的CC2430芯片。
[0016]優(yōu)選地，所述信息發(fā)布控制器包括STC89C52單片機。
[0017]優(yōu)選地，所述溫度檢測裝置采用ADI公司的TMP05數(shù)字溫度傳感器。
[0018]進一步地，所述團霧實時監(jiān)測裝置等間距設(shè)置在高速公路上，所述團霧實時預(yù)警裝置的數(shù)量為團霧實時監(jiān)測裝置的兩倍，且對應(yīng)設(shè)置在高速公路上團霧實時監(jiān)測裝置處的兩側(cè)路邊；所述的每一個團霧實時監(jiān)測裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與兩側(cè)的團霧實時預(yù)警裝置和高速公路行駛方向的上游團霧實時預(yù)警裝置相連。
[0019]該基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)由CCD攝像機實時采集目標物的圖像信息，數(shù)字圖像處理器通過AD轉(zhuǎn)換器獲取目標物的圖像信息并存儲在SDRAM存儲器，同時根據(jù)目標物的圖像信息判斷實時天氣能見度并生成限速標志信息，再通過第一 zigbee無線射頻模塊將實時天氣能見度和限速標志信息發(fā)送給團霧實時預(yù)警裝置，以提高團霧突發(fā)時高速公路行車的安全性。
[0020]本實用新型的有益效果是:本實用新型通過直接處理CXD攝像機攝取的選定目標物的圖像，根據(jù)圖像亮度信息來獲得能見度數(shù)值，它針對霧天高速公路汽車安全行駛的問題，提出了有效的預(yù)防措施。本實用新型通過數(shù)字化攝像機(CXD-CAMERA)直接攝取選定目標物及其背景圖像然后通過圖像采集卡傳到計算機，根據(jù)獲取的圖像獲取能見度數(shù)值，具有實時、高效、警示效果顯著的特點，能夠有效解決高速公路團霧預(yù)警問題，具有極大的社會效益和經(jīng)濟效益。
[0021]本實用新型基于CXD攝像機采集目標圖像，根據(jù)TMS320C6713DSP對圖像數(shù)據(jù)的處理并利用STC89C52單片機控制團霧實時預(yù)警裝置通過可變信息標志牌和限速標志方式進行實時發(fā)布團霧預(yù)警信息，克服了傳統(tǒng)團霧預(yù)警系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)復(fù)雜、成本昂貴、信息采集困難和警示效果不明顯等缺點，具有良好的可升級性和維護性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0022]圖1為本實用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0023]圖2為本實用新型所述團霧實時監(jiān)測裝置與目標物的一種設(shè)置示意圖；
[0024]圖2中:1團霧實時監(jiān)測裝置、2監(jiān)控桿、3目標物、4高速公路隔離帶、5團霧實時
預(yù)警裝置?！揪唧w實施方式】
[0025]下面結(jié)合附圖對本實用新型作進一步的說明。
[0026]如圖1所示，本實用新型的一種基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，它包括CCD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一 zigbee無線射頻模塊、第二 zigbee無線射頻模塊、信息發(fā)布控制器、LED顯示屏和溫度檢測裝置，所述AD轉(zhuǎn)換器分別與CCD攝像機和數(shù)字圖像處理器連接，所述數(shù)字圖像處理器分別與SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一 zigbee無線射頻模塊和溫度檢測裝置連接，所述數(shù)字圖像處理器通過3G通信模塊與上位機連接；所述第二 zigbee無線射頻模塊與第一 zigbee無線射頻模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，所述信息發(fā)布控制器分別與第二 zigbee無線射頻模塊和LED顯示屏連接；所述的CXD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊和第一zigbee無線射頻模塊構(gòu)成團霧實時監(jiān)測裝置；所述的第二 zigbee無線射頻模塊、信息發(fā)布控制器和LED顯示屏構(gòu)成團霧實時預(yù)警裝置。
[0027]其中，所述CCD攝像機采用ICX205AL圖像傳感器，用以采集目標物的圖像信息，所述AD轉(zhuǎn)換器采用TVP5146芯片，所述數(shù)字圖像處理器采用TI公司的TMS320C6713DSP，所述的第一 zigbee無線射頻模塊和第二 zigbee無線射頻模塊均采用Chipcon公司的CC2430芯片，所述信息發(fā)布控制器采用STC89C52單片機，所述溫度檢測裝置采用ADI公司的TMP05數(shù)字溫度傳感器，用以監(jiān)測圖像處理模塊工作時的溫度狀態(tài)以保證其正常工作。
[0028]如圖2所示，本實用新型所述的團霧實時監(jiān)測裝置I等間距設(shè)置在高速公路的監(jiān)控桿2上，團霧實時監(jiān)測裝置I中CCD攝像機的攝像頭對著目標物3并采集目標物的圖像信息，所述目標物3設(shè)置在高速公路隔離帶4上；所述團霧實時預(yù)警裝置5的數(shù)量為團霧實時監(jiān)測裝置的兩倍，且對應(yīng)設(shè)置在高速公路上團霧實時監(jiān)測裝置處的兩側(cè)路邊；所述的每一個團霧實時監(jiān)測裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與兩側(cè)的團霧實時預(yù)警裝置和高速公路行駛方向的上游團霧實時預(yù)警裝置相連，例如，當B處的團霧實時監(jiān)測裝置檢測到團霧后則根據(jù)團霧信息將對應(yīng)限速標志信息分別發(fā)送給A和C處的上游團霧實時預(yù)警裝置，如果沒有檢查到團霧則將實時天氣能見度信息發(fā)送B處的團霧實時預(yù)警裝置；B處的團霧實時預(yù)警裝置優(yōu)先顯示A和C處的下游團霧實時監(jiān)測裝置發(fā)送的限速標志信息，當未收到下游團霧實時監(jiān)測裝置發(fā)送的限速標志信息時顯示B處的團霧實時預(yù)警裝置發(fā)送的實時天氣能見度信息。
[0029]由于本實用新型的檢測預(yù)警對象為高速功能的團霧，基于團霧半徑小、流動性強的特點，因此，本實用新型所述團霧實時監(jiān)測裝置I實際安裝密度應(yīng)為每公里一組，團霧實時預(yù)警裝置2實際安裝密度應(yīng)為每公里兩個，本實用新型根據(jù)附表1中所示的天氣能見度與顯示限速轉(zhuǎn)換關(guān)系進行設(shè)置限速標志。
[0030]附表1:
[0031]
【權(quán)利要求】
1.基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，用以采集設(shè)置在高速公路上的目標物的圖像信息進行團霧實時預(yù)警，其特征是:包括CCD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一 zigbee無線射頻模塊、第二 zigbee無線射頻模塊、信息發(fā)布控制器、LED顯示屏和溫度檢測裝置，所述CXD攝像機用以采集目標物的圖像信息，所述AD轉(zhuǎn)換器分別與CCD攝像機和數(shù)字圖像處理器連接，所述數(shù)字圖像處理器分別與SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一 zigbee無線射頻模塊和溫度檢測裝置連接，所述數(shù)字圖像處理器通過3G通信模塊與上位機連接；所述第二 zigbee無線射頻模塊與第一 zigbee無線射頻模塊通過無線網(wǎng)絡(luò)進行數(shù)據(jù)傳輸，所述信息發(fā)布控制器分別與第二 zigbee無線射頻模塊和LED顯示屏連接；所述的CXD攝像機、AD轉(zhuǎn)換器、數(shù)字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊和第一zigbee無線射頻模塊構(gòu)成團霧實時監(jiān)測裝置；所述的第二 zigbee無線射頻模塊、信息發(fā)布控制器和LED顯示屏構(gòu)成團霧實時預(yù)警裝置。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述CCD攝像機包括ICX205AL圖像傳感器。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述AD轉(zhuǎn)換器包括TVP5146芯片。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述數(shù)字圖像處理器采用TI公司的TMS320C6713DSP處理器。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述的第一zigbee無線射頻模塊和第二 zigbee無線射頻模塊均采用Chipcon公司的CC2430芯片。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述信息發(fā)布控制器包括STC89C52單片機。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述溫度檢測裝置采用ADI公司的TMP05數(shù)字溫度傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任意一項所述的基于數(shù)字攝像的團霧實時預(yù)警系統(tǒng)，其特征是:所述團霧實時監(jiān)測裝置等間距設(shè)置在高速公路上，所述團霧實時預(yù)警裝置的數(shù)量為團霧實時監(jiān)測裝置的兩倍，且對應(yīng)設(shè)置在高速公路上團霧實時監(jiān)測裝置處的兩側(cè)路邊；所述的每一個團霧實時監(jiān)測裝置通過無線網(wǎng)絡(luò)分別與兩側(cè)的團霧實時預(yù)警裝置和高速公路行駛方向的上游團霧實時預(yù)警裝置相連。
【文檔編號】G08G1/048GK203721033SQ201420112447
【公開日】2014年7月16日 申請日期:2014年3月13日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月13日
【發(fā)明者】張萌, 張俊田, 尹磊, 李志桂, 呂士江, 邱傳海, 曹琦, 李元修, 王淑君, 呂波, 金子明 申請人:山東交通學(xué)院