基于數字攝像的團霧實時預警系統的制作方法
【專利摘要】一種基于數字攝像的團霧實時預警系統，它包括CCD攝像機、AD轉換器、數字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊、第一zigbee模塊、第二zigbee模塊、信息發布控制器、LED顯示屏和溫度檢測裝置，所述AD轉換器分別與CCD攝像機和數字圖像處理器連接，所述數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模塊通過無線網絡進行數據傳輸，所述信息發布控制器分別與第二zigbee模塊和LED顯示屏連接。它克服了傳統團霧預警系統的結構復雜、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】基于數字攝像的團霧實時預警系統
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及一種團霧實時預警系統，具體地說是一種基于數字攝像的團霧實時預警系統。
【背景技術】
[0002]近年來，隨著經濟的飛速發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。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，特別是具有突發性和隨機性的團霧狀況時就極易發生交通事故。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因素，并且造成了社會經濟和人民生命財產的巨大損失。因此，設計和開發高速公路團霧預警系統已成為交通行業亟待解決的問題。
[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警系統研究主要有以下幾方面:
[0004](I)基于GPRS的高速公路防霧預警系統
[0005]該系統利用高精度雙聯數字溫度傳感器對空氣的濕度進行測量，完成對高速公路現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，完成防霧數據采集，由GPRS無線模塊傳送數據從而實現預警。
[0006](2)基于CAN總線的高速公路能見度預警系統
[0007]該系統由測量節點與通信總線組成，測量節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實現各節點測量信號與控制信號的相互傳輸。
[0008]我國氣象監測設備大多從國外進口，設備昂貴，維護保養困難，另外，由于設備的使用和維護不當，許多設備并沒發揮其應有的作用。目前，國內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，但其系統復雜，采樣數據少，而且成本高，不適合高速公路大范圍使用。
[0009]在國內外的相關領域中，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，操作簡單的團霧預警系統呈現。
實用新型內容
[0010]本實用新型的目的在于提供一種基于數字攝像的團霧實時預警系統，有效解決高速公路團霧的實時監測和安全預警問題，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問題所采取的技術方案是:基于數字攝像的團霧實時預警系統，用以采集設置在高速公路上的目標物的圖像信息進行團霧實時預警，其特征是:包括CXD攝像機、AD轉換器、數字圖像處理器、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轉換器分別與CCD攝像機和數字圖像處理器連接，所述數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絡進行數據傳輸，所述信息發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轉換器、數字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊和第一 zigbee無線射頻模塊構成團霧實時監測裝置；所述的第二 zigbee無線射頻模塊、信息發布控制器和LED顯示屏構成團霧實時預
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[0012]優選地，所述CXD攝像機包括ICX205AL圖像傳感器。
[0013]優選地，所述AD轉換器包括TVP5146芯片。
[0014]優選地，所述數字圖像處理器采用TI公司的TMS320C6713DSP處理器。
[0015]優選地，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]優選地，所述信息發布控制器包括STC89C52單片機。
[0017]優選地，所述溫度檢測裝置采用ADI公司的TMP05數字溫度傳感器。
[0018]進一步地，所述團霧實時監測裝置等間距設置在高速公路上，所述團霧實時預警裝置的數量為團霧實時監測裝置的兩倍，且對應設置在高速公路上團霧實時監測裝置處的兩側路邊；所述的每一個團霧實時監測裝置通過無線網絡分別與兩側的團霧實時預警裝置和高速公路行駛方向的上游團霧實時預警裝置相連。
[0019]該基于數字攝像的團霧實時預警系統由CCD攝像機實時采集目標物的圖像信息，數字圖像處理器通過AD轉換器獲取目標物的圖像信息并存儲在SDRAM存儲器，同時根據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送給團霧實時預警裝置，以提高團霧突發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，根據圖像亮度信息來獲得能見度數值，它針對霧天高速公路汽車安全行駛的問題，提出了有效的預防措施。本實用新型通過數字化攝像機(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，根據獲取的圖像獲取能見度數值，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警問題，具有極大的社會效益和經濟效益。
[0021]本實用新型基于CXD攝像機采集目標圖像，根據TMS320C6713DSP對圖像數據的處理并利用STC89C52單片機控制團霧實時預警裝置通過可變信息標志牌和限速標志方式進行實時發布團霧預警信息，克服了傳統團霧預警系統的結構復雜、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為本實用新型的結構示意圖；
[0023]圖2為本實用新型所述團霧實時監測裝置與目標物的一種設置示意圖；
[0024]圖2中:1團霧實時監測裝置、2監控桿、3目標物、4高速公路隔離帶、5團霧實時
預警裝置。【具體實施方式】
[0025]下面結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字攝像的團霧實時預警系統，它包括CCD攝像機、AD轉換器、數字圖像處理器、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、信息發布控制器、LED顯示屏和溫度檢測裝置，所述AD轉換器分別與CCD攝像機和數字圖像處理器連接，所述數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絡進行數據傳輸，所述信息發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轉換器、數字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊和第一zigbee無線射頻模塊構成團霧實時監測裝置；所述的第二 zigbee無線射頻模塊、信息發布控制器和LED顯示屏構成團霧實時預警裝置。
[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轉換器采用TVP5146芯片，所述數字圖像處理器采用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數字溫度傳感器，用以監測圖像處理模塊工作時的溫度狀態以保證其正常工作。
[0028]如圖2所示，本實用新型所述的團霧實時監測裝置I等間距設置在高速公路的監控桿2上，團霧實時監測裝置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設置在高速公路隔離帶4上；所述團霧實時預警裝置5的數量為團霧實時監測裝置的兩倍，且對應設置在高速公路上團霧實時監測裝置處的兩側路邊；所述的每一個團霧實時監測裝置通過無線網絡分別與兩側的團霧實時預警裝置和高速公路行駛方向的上游團霧實時預警裝置相連，例如，當B處的團霧實時監測裝置檢測到團霧后則根據團霧信息將對應限速標志信息分別發送給A和C處的上游團霧實時預警裝置，如果沒有檢查到團霧則將實時天氣能見度信息發送B處的團霧實時預警裝置；B處的團霧實時預警裝置優先顯示A和C處的下游團霧實時監測裝置發送的限速標志信息，當未收到下游團霧實時監測裝置發送的限速標志信息時顯示B處的團霧實時預警裝置發送的實時天氣能見度信息。
[0029]由于本實用新型的檢測預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測裝置I實際安裝密度應為每公里一組，團霧實時預警裝置2實際安裝密度應為每公里兩個，本實用新型根據附表1中所示的天氣能見度與顯示限速轉換關系進行設置限速標志。
[0030]附表1:
[0031]
【權利要求】
1.基于數字攝像的團霧實時預警系統，用以采集設置在高速公路上的目標物的圖像信息進行團霧實時預警，其特征是:包括CCD攝像機、AD轉換器、數字圖像處理器、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轉換器分別與CCD攝像機和數字圖像處理器連接，所述數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絡進行數據傳輸，所述信息發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轉換器、數字圖像處理器、SDRAM存儲器、3G通信模塊和第一zigbee無線射頻模塊構成團霧實時監測裝置；所述的第二 zigbee無線射頻模塊、信息發布控制器和LED顯示屏構成團霧實時預警裝置。
2.根據權利要求1所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，其特征是:所述CCD攝像機包括ICX205AL圖像傳感器。
3.根據權利要求1所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，其特征是:所述AD轉換器包括TVP5146芯片。
4.根據權利要求1所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，其特征是:所述數字圖像處理器采用TI公司的TMS320C6713DSP處理器。
5.根據權利要求1所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，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.根據權利要求1所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，其特征是:所述信息發布控制器包括STC89C52單片機。
7.根據權利要求1所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，其特征是:所述溫度檢測裝置采用ADI公司的TMP05數字溫度傳感器。
8.根據權利要求1-7任意一項所述的基于數字攝像的團霧實時預警系統，其特征是:所述團霧實時監測裝置等間距設置在高速公路上，所述團霧實時預警裝置的數量為團霧實時監測裝置的兩倍，且對應設置在高速公路上團霧實時監測裝置處的兩側路邊；所述的每一個團霧實時監測裝置通過無線網絡分別與兩側的團霧實時預警裝置和高速公路行駛方向的上游團霧實時預警裝置相連。
【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 優先權日:2014年3月13日
【發明者】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:山東交通學院