一种高速公路二次交通事故预警装置及方法与流程

本发明涉及交通事故检测预警技术领域，尤其涉及到一种高速公路二次交通事故预警装置及方法。

背景技术：

高速公路行车时由于驾驶人员的驾驶状态和外界恶劣天气等因素导致的高速交通事故也时有发生，还易诱发二次事故，进一步造成人员伤亡，带来更为巨大的经济损失和交通连环事故的影响。正常情况下行驶在高速公路上的车辆是一直保持在一个较高的时速范围行驶的，当行驶过程中遇到前方有团雾而导致能见度下降或路面结冰等原因导致的追尾交通事故时，后方车辆没有注意不能及时进行减速行驶，很容易导致二次交通事故的发生，但现有的预警装置存在检测精度低，报警功能单一的问题。

综上所述，如何提供一种精确地交通事故检测系统及检测方法，对已发生的交通事故进行预警引导以避免发生二次事故进而降低对交通的影响并提高交通安全水平，是本领域技术人员急需解决的问题。

技术实现要素：

本方案针对上文提到的问题和需求，提出一种高速公路二次交通事故预警装置及方法，其由于采取了如下技术方案而能够解决上述技术问题。

为了达到上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高速公路二次交通事故预警装置，包括：事故巡检网络、前端报警模块和追尾事故监控平台；

所述事故巡检网络用于获取交通事故的路段位置信息和报警参数值的变化，所述事故巡检网络包括若干个发送检测终端和辅助检测单元，每个检测终端包括信息交换模块和数据获取模块，所述辅助检测单元包括视频获取装置；

所述前端预警模块用于在接收到报警信号后对驾驶者进行事故报警和安全行驶提醒，所述前端预警模块包括固定示警单元和移动示警单元，所述固定示警单元包括显示装置、第一控制模块、第一寻址模块和远距离灯光示警器，所述移动示警单元包括无人机、第二寻址模块和报警模块；

所述追尾事故监控平台包括云服务器、目标检测跟踪模块和第二控制模块，所述云服务器、所述目标检测跟踪模块均与所述第二控制模块电连接，所述追尾事故监控平台用于对监测区域内的运动目标进行跟踪判断，并及时的将所述前端报警模块发送的相关报警信息进行存储便于事故成因分析。

进一步地，所述信息交换模块与所述数据获取模块相连接将所述数据获取模块的获取的路段位置信息和报警参数值的变化信息发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块对所述报警参数值信息进行处理判断并反馈给所述信息交换模块。

更进一步地，所述检测终端覆盖范围内的所述前端预警模块通过所述第一寻址模块和所述第二寻址模块与所述检测终端进行ip寻址匹配并接收报警信息。

进一步地，所述辅助检测单元还包括用于视频视频图像畸变矫正和云台控制的第三控制模块、视频解码器和供电单元，所述第三控制模块用于将从所述视频获取装置接收到的视频信息通过所述视频解码器发送至所述目标检测跟踪模块。

更进一步地，所述第二控制模块与所述用于事故判断和团雾检测判断的目标检测跟踪模块相连接，并接收所述标检测跟踪模块的事故以及团雾检测报警信息。

更进一步地，所述第二控制模块将所述事故以及团雾检测报警信息进行处理并反馈给所述第三控制模块，所述第三控制模块通过寻址将所述处理后的事故以及团雾检测报警信息发送至相同地址范围内的所述第一寻址模块和所述第二寻址模块。

更进一步地，所述前端预警模块在无信号时自动处于关闭状态,待有信号时自动启动并进行延时预警，所述第一控制模块与所述第一寻址模块相连接收所述事故以及团雾检测报警信息并通过所述显示装置进行显示，同时通过所述远距离灯光示警器进行闪烁示警,所述第二寻址模块通过所述报警模块进行语音灯光报警。

一种高速公路二次交通事故预警方法，具体步骤如下：

s1:所述事故巡检网络将检测到报警参数值变化信息和畸变矫正后的视频信息发送给所述追尾事故监控平台并接收所述追尾事故监控平台反馈的事故以及团雾检测报警信息；

s2：接收到所述报警信息后，对所述检测终端和辅助检测单元覆盖范围内的所述前端预警模块进行寻址；

s3:寻址匹配成功后,报警范围内的所述前端预警模块对该事故路段的行驶车辆进行事故提醒和示警。

进一步地，所述畸变矫正的具体步骤包括：进行相机标定获取内参和外参数值，得到空间点和图像点的投影矩阵m，求出(u,v)；已知畸变像素点为(u0，v0),非畸变像素点为：(u,v)，在非畸变坐标系内x^′＝(u-ux)/fx,y^′＝(v-vy)/fy，由畸变模型可得：

u0＝u+(u-ux)[k1.r²+k2.r⁴]

v0＝v+(v-vx)[k1.r²+k2.r⁴],

则r²＝x²+y²,其中，k1，k2为径向形变系数；

在m帧图像中，每帧取l个点，可得到m*l个点，对于每个点i则满足：

对上述的得到m*l个点形成的矩阵方程进行最小二乘法运算可得k1，k2，进而求解出非即便投影坐标x和y。

进一步地，所述事故以及团雾检测的具体步骤包括：采用相邻帧作差法建立初始图像背景并用基于非运动目标区域进行背景更新；根据基于区域的多特征匹配跟踪算法对车辆进行识别跟踪；当所述车辆在某一区域停留时间超过时间阈值t时则判定为发生交通事故；同时采用基于视频图像对比度的团雾检测算法对团雾进行检测预警，首先采用二维多点各向异性高斯滤波器与视频图像进行卷积运算获取视频图像边缘线的位置和方向，再计算边缘线附件区域的图像对比度值n，基于视频图像的对比度值先验性的获取区分有雾视频图像和无雾视频图像的最佳阈值t并利用支撑向量机对其对比度的值进行分类，若n大于t则说明有团雾存在。

本发明的有益效果是，该发明检测精度和处理效率和更高鲁棒性更强，有效避免了高速公路上二次交通事故的发生。

下文中将结合附图对实施本发明的最优实施例进行更详尽的描述，以便能容易地理解本发明的特征和优点。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下文中将对本发明实施例的附图进行简单介绍。其中，附图仅仅用于展示本发明的一些实施例，而非将本发明的全部实施例限制于此。

图1为本发明中高速公路二次交通事故预警装置结构示意图。

图2为本发明中高速公路二次交通事故预警方法的步骤示意图。

图3为本实施例中畸变矫正的具体步骤示意图。

图4为本实施例中事故以及团雾检测的具体步骤示意图。

图5为本实施例中背景更新的流程图示意图。

具体实施方式

为了使得本发明的技术方案的目的、技术方案和优点更加清楚，下文中将结合本发明具体实施例的附图，对本发明实施例的技术方案进行清楚、完整地描述。附图中相同的附图标记代表相同的部件。需要说明的是，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于所描述的本发明的实施例，本领域普通技术人员在无需创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供了一种检测精度更高，信息传输更加稳定且可有效避免高速公路上二次交通事故的发生的高速公路二次交通事故预警装置及方法，如附图1至附图5所示，该高速公路二次交通事故预警装置包括：事故巡检网络、前端报警模块和追尾事故监控平台；所述事故巡检网络用于获取交通事故的路段位置信息和报警参数值的变化，所述事故巡检网络包括若干个发送检测终端和辅助检测单元，每个检测终端包括信息交换模块和数据获取模块，所述辅助检测单元包括视频获取装置。

所述前端预警模块用于在接收到报警信号后对驾驶者进行事故报警和安全行驶提醒，所述前端预警模块包括固定示警单元和移动示警单元，所述固定示警单元包括显示装置、第一控制模块、第一寻址模块和远距离灯光示警器，所述移动示警单元包括无人机、第二寻址模块和报警模块。

所述追尾事故监控平台包括云服务器、目标检测跟踪模块和第二控制模块，所述云服务器、所述目标检测跟踪模块均与所述第二控制模块电连接，所述追尾事故监控平台用于对监测区域内的运动目标进行跟踪判断，并及时的将所述前端报警模块发送的相关报警信息进行存储便于事故成因分析。

所述信息交换模块与所述数据获取模块相连接将所述数据获取模块的获取的路段位置信息和报警参数值的变化信息发送至所述第二控制模块，所述第二控制模块对所述报警参数值信息进行处理判断并反馈给所述信息交换模块，其中，所述检测终端覆盖范围内的所述前端预警模块通过所述第一寻址模块和所述第二寻址模块与所述检测终端进行ip寻址匹配并接收报警信息。

所述辅助检测单元还包括用于视频视频图像畸变矫正和云台控制的第三控制模块、视频解码器和供电单元，所述供电单元采用太阳能光伏阵列供电，所述第三控制模块用于将从所述视频获取装置接收到的视频信息通过所述视频解码器发送至所述目标检测跟踪模块，其中，所述第二控制模块与所述用于事故判断和团雾检测判断的目标检测跟踪模块相连接，并接收所述标检测跟踪模块的事故以及团雾检测报警信息，且所述第二控制模块将所述事故以及团雾检测报警信息进行处理并反馈给所述第三控制模块，所述第三控制模块通过寻址将所述处理后的事故以及团雾检测报警信息发送至相同地址范围内的所述第一寻址模块和所述第二寻址模块。所述前端预警模块在无信号时自动处于关闭状态,待有信号时自动启动并进行延时预警，所述第一控制模块与所述第一寻址模块相连接收所述事故以及团雾检测报警信息并通过所述显示装置进行显示，同时通过所述远距离灯光示警器进行闪烁示警,所述第二寻址模块通过所述报警模块进行语音灯光报警。

一种高速公路二次交通事故预警方法，具体步骤如下：

s1:所述事故巡检网络将检测到报警参数值变化信息和畸变矫正后的视频信息发送给所述追尾事故监控平台并接收所述追尾事故监控平台反馈的事故以及团雾检测报警信息；

s2：接收到所述报警信息后，对所述检测终端和辅助检测单元覆盖范围内的所述前端预警模块进行寻址；

s3:寻址匹配成功后,报警范围内的所述前端预警模块对该事故路段的行驶车辆进行事故提醒和示警。

上述方法中，所述畸变矫正的具体步骤包括：进行相机标定获取内参和外参数值，根据内参和外参值得到空间点和图像点的投影矩阵m，求出(u,v)；已知畸变像素点为(u0，v0),非畸变像素点为(u,v)，在非畸变坐标系内x^′＝(u-ux)/fx,y^′＝(v-vy)/fy，由畸变模型可得：

u0＝u+(u-ux)[k1.r²+k2.r⁴]，

v0＝v+(v-vx)[k1.r²+k2.r⁴],

则r²＝x²+y²,其中，k1，k2为图像径向形变系数；

在m帧图像中，每帧取l个点，可得到m*l个点，对于每个点i则满足：

对上述的得到m*l个点形成的矩阵方程进行最小二乘法运算可得k1，k2，进而求解出非即便投影坐标x和y。

所述事故以及团雾检测的具体步骤包括：采用相邻帧作差法建立初始图像背景并用基于非运动目标区域进行背景更新，所述背景更新的流程图5；根据基于区域的多特征匹配跟踪算法对车辆进行识别跟踪；当所述车辆在某一区域停留时间超过时间阈值t时则判定为发生交通事故；同时采用基于视频图像对比度的团雾检测算法对团雾进行检测预警，首先采用二维多点各向异性高斯滤波器与视频图像进行卷积运算获取视频图像边缘线的位置和方向，再计算边缘线附件区域的图像对比度值n，基于视频图像的对比度值先验性的获取区分有雾视频图像和无雾视频图像的最佳阈值t并利用支撑向量机对其对比度的值进行分类，若n大于t则说明有团雾存在。

在本实施例中，所述所述辅助检测单元还包括雾引灯在团雾浓度较高时进行指引，所述数据获取模块包括振动传感器和烟雾传感器，所述烟雾传感器用于采集环境中的雾滴颗粒数浓度，另外，所述报警模块和所述第二寻址模块相连接，所述报警模块包括广播语音示警和灯光示警，所述固定示警单元包括显示装置包括led点阵屏，且所述固定示警单元设置在高速公路的路灯灯柱上。

应当说明的是，本发明所述的实施方式仅仅是实现本发明的优选方式，对属于本发明整体构思，而仅仅是显而易见的改动，均应属于本发明的保护范围之内。