專利名稱：一種基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于視頻圖像技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的方法。
背景技術(shù)：
隨著社會(huì)的進(jìn)步與發(fā)展，作為生活質(zhì)量的一個(gè)重要方面一環(huán)境質(zhì)量越來越受到重視。目前我國因環(huán)境噪聲到環(huán)保部門的投訴占總環(huán)境質(zhì)量投訴的50%以上。僅因交通噪聲帶來的損失每年就高達(dá)200多億元，因此對(duì)其監(jiān)測(cè)就顯得尤為重要。然而當(dāng)前我國大多數(shù)城市的噪聲監(jiān)測(cè)都沿用一年監(jiān)測(cè)若干頻次和時(shí)段的手工監(jiān)測(cè)方法。這種監(jiān)測(cè)方式，繁瑣而簡(jiǎn)單的勞動(dòng)耗費(fèi)了監(jiān)測(cè)技術(shù)人員的大量精力，因而無暇進(jìn)行更深層次的分析和評(píng)價(jià)
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有監(jiān)測(cè)技術(shù)的不足，通過現(xiàn)有城市道路的監(jiān)控系統(tǒng)來采集相關(guān)的數(shù)據(jù)，然后把這些采集到的數(shù)據(jù)通過一種噪聲測(cè)量算法來測(cè)量道路噪聲的方法。本發(fā)明是通過下述的技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的方法，包括以下步驟
步驟一采用檢測(cè)線方法來對(duì)車流量進(jìn)行檢測(cè)
1-1首先確定檢測(cè)線的位置，檢測(cè)線必須要垂直于道路；
1-2當(dāng)車輛行駛經(jīng)過檢測(cè)線時(shí)，檢測(cè)線上對(duì)應(yīng)的灰度發(fā)生改變，用當(dāng)前幀與對(duì)應(yīng)位置的背景的灰度值作差，得到的檢測(cè)線上的前景像素點(diǎn)個(gè)數(shù)來判斷有沒有車輛通過，然后計(jì)算出車流量；
步驟二 采用環(huán)形線圈方法來確定車速和車型
2-1在攝像頭下的行車道設(shè)置兩個(gè)長(zhǎng)方形的第一線圈和第二線圈，設(shè)置第二檢測(cè)線，通過第二檢測(cè)線對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻各幀圖像的檢測(cè)，得到車輛進(jìn)入線圈的時(shí)間；
2-2 通過公式(I)V = ^+
/
來計(jì)算車速，公式(2) L = V- ( + )- (2/0 +Z1)來計(jì)算車長(zhǎng)，根據(jù)車長(zhǎng)的大小，將車輛分為大，
中，小三種車型，其中L是車輛進(jìn)入第一線圈到進(jìn)入第二線圈的時(shí)間間隔，h是進(jìn)入第二線
圈到離開第二線圈的時(shí)間間隔，4是第一線圈和第二線圈的寬度，^是第一線圈和第二線圈的間距；
步驟三將大型車和中型車的噪聲等效為小型車的噪聲，其中
4 = 9.12
= 3,16
式中，表示的是大型車與小型車之間的噪聲等效關(guān)系，逐研表示的是中型車與小型車之間的噪聲等效關(guān)系；
將整個(gè)車流等效為小型車的車流，所有車輛的等車流量為
= x Nht + Nmt X Emt + h J0
式中H nIC分別是步驟一和步驟二中測(cè)得的大型車，中型車，小型車的車
流，Ns是全部車輛的等效車流；
所有車輛的等效車速為
TT _ C-S-M" Y'^ ^ MT ^MT X ^MT XA4T ic'^^IC >'
_/Ns
式中PV，分別是步驟一和步驟二中測(cè)得的大型車，中型車，小型車的車速； 步驟四根據(jù)所有車輛的等車流量和所有車輛的等效車速，得到道路噪聲
=4+1 ； 0 +101g[ ^ +AS-30
\ J 、D )
式中，4,為車輛的等效連續(xù)聲級(jí)；A)為小型車的參考能量平均輻射聲級(jí)；為指定時(shí)間內(nèi)通過全部車輛的等效車流；G為所有車輛的等效車速-力所述等效連續(xù)聲級(jí)的持續(xù)時(shí)間；A3為測(cè)量車輛輻射聲級(jí)的參考位置距離j為從車道中心線到所選定測(cè)量點(diǎn)的垂直距離；a為地面覆蓋系數(shù)，取決于現(xiàn)場(chǎng)地面條件，0<a<l ;AS為聲屏障、樓房、樹林等遮蔽物引起的衰減量。進(jìn)一步的，所述檢測(cè)線布置在被檢測(cè)道路的中心，所述檢測(cè)線的長(zhǎng)度和布置的范圍根據(jù)實(shí)際的車流及其軌跡來確定。本發(fā)明方法與現(xiàn)有技術(shù)相比，取得的改進(jìn)表現(xiàn)在
1、基于視頻的車流量檢測(cè)方法，安裝簡(jiǎn)單，投入少，升級(jí)方便；
2、通過從采集的道路監(jiān)控視頻來分析道路噪聲情況，可利用現(xiàn)有的道路監(jiān)控?cái)z像頭，省去了傳統(tǒng)噪聲監(jiān)測(cè)的噪聲檢測(cè)儀器，節(jié)約了大量成本，提高了效率；
3、利用實(shí)時(shí)監(jiān)控錄像的方式，靈活性強(qiáng)，檢測(cè)效率高，同時(shí)保證了數(shù)據(jù)的可靠性。隨著居民生活質(zhì)量的提高，以及對(duì)環(huán)境質(zhì)量的要求與日俱增，本發(fā)明得到的準(zhǔn)確及時(shí)的監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，可為環(huán)境噪聲執(zhí)法、評(píng)價(jià)和治理提供及時(shí)、可靠、有效的依據(jù)，有利于和諧社會(huì)的建設(shè)。本發(fā)明方法將具備廣泛的應(yīng)用前景。


圖I是基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的裝置的結(jié)構(gòu) 圖2是雙環(huán)形線圈測(cè)量單個(gè)車輛原理 圖3是觀察者看到的有限長(zhǎng)路段兩端的張角示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖1-3對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。本發(fā)明的一種基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的方法。該方法采用的基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的裝置，包括智能終端模塊、傳送模塊和中央控制模塊，由終端智能監(jiān)控器、信號(hào)中繼器、中心計(jì)算機(jī)、LCD顯示器等設(shè)備組成，該系統(tǒng)能具有實(shí)時(shí)反映道路噪聲的功能。該方法通過如下方式實(shí)現(xiàn)首先，通過終端智能監(jiān)控器采集道路實(shí)時(shí)的監(jiān)控視頻，然后通過傳輸模塊傳輸?shù)綌?shù)據(jù)中心，通過對(duì)視頻圖像的處理，得到車流量和車型等相關(guān)數(shù)據(jù)，最后把這些數(shù)據(jù)運(yùn)用到噪聲測(cè)量模型中，得到實(shí)時(shí)的城市道路噪聲情況。其具體包括如下步驟
步驟一采集車流量信息
對(duì)車流量的檢測(cè)，采用檢測(cè)線的方法，首先確定好檢測(cè)線的位置，檢測(cè)線必須要垂直于道路，最好放在被檢測(cè)道路的中心，檢測(cè)線具體的長(zhǎng)度和放置的范圍要根據(jù)實(shí)際的車流及其軌跡來確定。當(dāng)車輛行駛經(jīng)過檢測(cè)線時(shí)，檢測(cè)線上對(duì)應(yīng)的灰度必然會(huì)發(fā)生改變，用當(dāng)前幀 與對(duì)應(yīng)位置的背景的灰度值作差，得到的檢測(cè)線上的前景像素點(diǎn)個(gè)數(shù)來判斷有沒有車輛通過，然后計(jì)算出車流量。從所采集到的數(shù)據(jù)中取出各個(gè)車道的數(shù)據(jù)信息，然后通過統(tǒng)計(jì)，得到第車道上的數(shù)據(jù)的前景像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)M，同時(shí)得到第i車道數(shù)據(jù)上前7個(gè)數(shù)據(jù)中前景像素點(diǎn)個(gè)數(shù)；和最后-個(gè)數(shù)據(jù)的前景像素點(diǎn)個(gè)數(shù)通過下面的式子
IriArri=^
WiWi
判斷事先設(shè)定的閾值Tm纖和tFmja論與Wi的關(guān)系，當(dāng)有$ > Tm歷且Iri < Twkirma且
rr\,此時(shí)認(rèn)為這一幀中該車道有車輛出現(xiàn)，加I且 _等于零，否則認(rèn)為這幀
圖像的該車道中沒有車輛出現(xiàn)，麗加I。其中^表示第i車道上的前景像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)， ,表示第i車道上左邊r個(gè)數(shù)據(jù)中前景像素點(diǎn)的個(gè)數(shù)，〃，表示第I車道上右邊r個(gè)數(shù)據(jù)中的前景像素點(diǎn)個(gè)數(shù)。表示第 車道連續(xù)出現(xiàn)車輛的幀數(shù)，麗表示第I車道連續(xù)沒出現(xiàn)車輛的幀數(shù)。步驟二 采集車速，車型信息
采用環(huán)形線圈的理論，雙環(huán)形線圈測(cè)量單個(gè)車輛原理測(cè)量車速和車長(zhǎng)。在攝像頭下的行車道設(shè)置兩個(gè)長(zhǎng)方形的線圈，同車流量計(jì)算原理一樣，同樣設(shè)置檢測(cè)線，通過檢測(cè)線對(duì)監(jiān)控實(shí)時(shí)視頻各幀圖像的檢測(cè)，得到車輛進(jìn)入線圈的相關(guān)時(shí)間等信息計(jì)算出車速及車型。如圖3所示，是攝像頭看到的有限長(zhǎng)路段兩端的張角(rad)；
如圖2所示，測(cè)量車輛進(jìn)入線圈I到進(jìn)入線圈2的時(shí)間間隔&，進(jìn)入線圈2到離開
線圈2的時(shí)間間隔I1，在已知線圈的寬度為iQ，線圈間距為Z1的情況下，則
車速為v=^+%
車長(zhǎng)為^ = V■ +^1J- (2i0 +I1)
依據(jù)上面的車長(zhǎng)的大小，將車型分為三個(gè)等級(jí)大型車，中型車，小型車。
步驟三車輛噪聲，車速等效的計(jì)算
監(jiān)控視頻中的車輛隨著車型及車速的不同，它們的噪聲也不相同，根據(jù)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)，采
用等效的方式來把各型車輛等效某一類車型的數(shù)據(jù)，
軍輛類型j參考噪聲/dB (A) j參考噪聲標(biāo)準(zhǔn)差/dB (A)
權(quán)利要求
1.一種基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的方法，包括以下步驟步驟一采用檢測(cè)線方法來對(duì)車流量進(jìn)行檢測(cè).1-1首先確定檢測(cè)線的位置，檢測(cè)線必須要垂直于道路；.1-2當(dāng)車輛行駛經(jīng)過檢測(cè)線時(shí)，檢測(cè)線上對(duì)應(yīng)的灰度發(fā)生改變，用當(dāng)前幀與對(duì)應(yīng)位置的背景的灰度值作差，得到的檢測(cè)線上的前景像素點(diǎn)個(gè)數(shù)來判斷有沒有車輛通過，然后計(jì)算出車流量；步驟二 采用環(huán)形線圈方法來確定車速和車型.2-1在攝像頭下的行車道設(shè)置兩個(gè)長(zhǎng)方形的第一線圈和第二線圈，設(shè)置第二檢測(cè)線，通過第二檢測(cè)線對(duì)實(shí)時(shí)監(jiān)控視頻各幀圖像的檢測(cè)，得到車輛進(jìn)入線圈的時(shí)間；.2-2 通過公式(I)
2.如權(quán)利要求I的一種基于道路監(jiān)控視頻檢測(cè)道路噪聲的方法，其特征在于所述檢測(cè)線布置在被檢測(cè)道路的中心，所述檢測(cè)線的長(zhǎng)度和布置的范圍根據(jù)實(shí)際的車流及其軌跡來確定。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種基于道路監(jiān)控視頻測(cè)量道路噪聲的方法。本方法運(yùn)用視頻圖像處理的方法，提取出道路監(jiān)控視頻中車輛的流量，車速，車型等相關(guān)信息，把這些信息運(yùn)用到一種道路噪聲測(cè)量模型中，實(shí)時(shí)的展現(xiàn)城市道路的噪聲情況，可為環(huán)境噪聲執(zhí)法、評(píng)價(jià)和治理提供及時(shí)、可靠、有效的依據(jù)。
文檔編號(hào)G08G1/052GK102708690SQ20121020426
公開日2012年10月3日 申請(qǐng)日期2012年6月20日 優(yōu)先權(quán)日2012年6月20日
發(fā)明者彭懷亮, 章東平, 肖丙剛, 陳非予 申請(qǐng)人:中國計(jì)量學(xué)院