本发明涉及道路交通安全评价技术领域，尤其涉及一种基于网络地理信息系统和机器视觉的道路视距检测方法。
背景技术：
视距是保证道路行车安全的一个重要设计因素，在道路建设标准中是一项强制性指标。道路沿线的每一条车道都应具有足够的视距，以保证驾驶人在遇到紧急情况时能够及时做出相应的反应，保证行车安全。尤其对于高速公路来说，车辆行驶速度快，因此更需要有充足的视距保障。
从测距的手段来看，现在应用的测距技术主要分为以下几种：激光测距、微波雷达测距、超声波测距以及机器视觉系统测距。但道路视距的检测有其与众不同的特点，因为视距是指人的视野在道路方向上的最大延伸。道路视距检测的难点就在于如何模拟人的视觉，在视距终点找到合适的参照物，以及如何应对复杂的道路线形。而目前的道路视距检测方法往往注重于测距，而忽略了上述道路视距的独有特点。因此目前的道路视距检测技术还不够成熟，检测的速度以及精度都不高。
因此基于道路视距的视觉特性，比较有效的方法是采用机器视觉测距，或者凭借人眼的生理机制找到视距终点的参照物，然后选取合适的测距手段加以测量。
技术实现要素：
针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种基于网络地理信息系统和机器视觉的道路视距检测方法，利用网络地理信息系统精密的路网信息以及精确的定位能力，可有效解决道路线形的复杂性以及道路视距终点不确定性的问题；此外，利用机器视觉判断出道路视距重点，并合理地设置参照物，可快捷、准确地测量出道路视距，并可保证测量的连续性。
为达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现。
一种基于网络地理信息系统和机器视觉的道路视距检测方法，包括以下步骤：
s1：在两个检测车辆上分别搭载一个基于同一个网络地理信息系统的定位终端；
s2：在所述网络地理信息系统上锁定目标道路；
s3：将两个检测车辆上的定位终端进行信息关联处理；
s4：将两个检测车辆置于目标道路上，并一前一后行驶，记为前车和后车；在后车上搭载摄像机，所述摄像机用于采集后车前方的路况信息以及前车的位置信息；在后车的定位终端上设置自动触发装置，所述摄像机与所述自动触发装置连接，所述自动触发装置与后车上搭载的网络地理信息系统连接；当前车从摄像机视野中消失时，自动触发所述自动触发装置，并使摄像机视野后车上搭载的网络地理信息系统根据两个检测车辆上的定位终端的位置计算获得两个检测车辆之间的道路线形长度，即为后车视距；
s5：约束前车和后车的行驶速度，使前车多次出现并多次消失在后车摄像机视野中；并在前车每次消失在后车摄像机视野中时，后车自动触发所述自动触发装置，并使后车上搭载的网络地理信息系统根据前车和后车上定位终端的位置计算后车视距，如此反复多次，完成对目标道路的视距检测；
s6：后车上搭载的网络地理信息系统将每次计算获得的后车视距进行存储，并获得两个检测车辆的位置与后车视距的对应序列。
本发明技术方案的特点和进一步的改进在于：
(1)所述网络地理信息系统为电子导航系统。
(2)所述定位终端为具备联网通信功能并可搭载所述网络地理信息系统的移动设备。
(3)s2中，所述锁定目标道路具体为：利用网络地理信息系统，使所述定位终端在所述网络地理信息系统的路线上移动，并使两个检测车辆上的定位终端之间的距离为路径长度。
(4)s3中，所述将两个检测车辆上的定位终端进行信息关联处理具体为：前车上的定位终端将前车的定位信息发送至后车的定位终端。
(5)s4中，所述当前车从摄像机视野中消失时，自动触发所述自动触发装置，具体为：首先对所述摄像机所采集的图像进行分析处理，提取出前车的轮廓信息；并根据所述前车的轮廓信息获得前车在所述摄像机中所采集的图像中所占的像素点个数，记为s；设定前车像素点个数阈值s0；当s≤s0时，即为前车从摄像机视野中消失的时刻，此时自动触发所述自动触发装置。
(6)s5中，所述约束前车和后车的行驶速度具体为：令前车以速度vmin匀速前进，当前车消失在后车摄像机视野中时，后车应加速至其车速大于vmin且小于vmax，使前车再次出现在后车摄像机视野中，然后再减速至其车速小于vmin，等待前车再次消失在后车摄像机视野中；其中，vmin为任一行驶速度；vmax为后车以vmax加速时不超过前车。
与现有技术相比，本发明的有益效果为：
本发明的基于网络地理信息系统和机器视觉的道路视距检测方法测量利用网络地理信息系统精密的路网信息以及精确的定位能力，有效解决了道路线形的复杂性以及道路视距终点不确定性的问题；此外，利用机器视觉判断出道路视距重点，并合理设置参照物，可快捷、准确地测量出道路视距，并保证了测量的连续性。
具体实施方式
下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动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。
本发明实施例提供了一种基于网络地理信息系统和机器视觉的道路视距检测方法，包括以下步骤：
s1：在两个检测车辆上分别搭载一个基于同一个网络地理信息系统的定位终端；从而使两个检测车辆的位置可以在同一个网络地理信息系统中显示。
其中，网络地理信息系统为电子导航系统，其不仅具有精确的路网信息，而且具有很高的定位精度和先进的计算模块以及方便的操作模块等。具体的，可为常用的谷歌地图、高德地图、百度地图或其他电子地图。
定位终端为具备联网通信功能并可搭载所述网络地理信息系统的移动设备；具体的，可为常用的笔记本电脑、平板电脑、手机等移动设备。
s2：在所述网络地理信息系统上锁定目标道路；具体是指利用网络地理信息系统，使定位终端在网络地理信息系统的路线上移动，并使两个检测车辆上的定位终端之间的距离为路径长度，而不是直线长度。
s3：将两个检测车辆上的定位终端进行信息关联处理；具体为：在两个定位终端联网的条件下，由前车上的定位终端将前车的定位信息发送至后车的定位终端。为了保证两个检测车辆的准确性和连续性，在定位过程中卫星定位与基站定位联合发挥作用。
s4：将两个检测车辆置于目标道路上，并一前一后行驶，记为前车和后车；在后车上搭载摄像机，所述摄像机用于采集后车前方的路况信息以及前车的位置信息；在后车的定位终端上设置自动触发装置，所述摄像机与所述自动触发装置连接，所述自动触发装置与后车上搭载的网络地理信息系统连接；当前车从摄像机视野中消失时，自动触发所述自动触发装置，并使后车上搭载的网络地理信息系统根据两个检测车辆上的定位终端的位置计算获得两个检测车辆之间的道路线形长度，即为后车视距；
进一步的，摄像机中还设置有图像处理器，图像处理器连接自动触发装置；首先利用图像处理器对所述摄像机所采集的图像进行分析处理，提取出前车的轮廓信息；并根据所述前车的轮廓信息获得前车在所述摄像机中所采集的图像中所占的像素点个数，记为s；设定前车像素点个数阈值s0；当s≤s0时，即为前车从摄像机视野中消失的时刻，此时图像处理器自动触发所述自动触发装置，自动触发装置启动后，后车上搭载的网络地理信息系统立即开始计算后车视距。
其中，采用图像二值化处理方法提取前车的轮廓信息，前车像素点个数阈值s0可根据具体试验获得，即前车即将从后车摄像机图像中消失时，前车在摄像机图像中所占的像素点个数。当s≤s0时，可认为前车在后车摄像机图像中的尺寸足够小，即前车距离后车足够远，可认为是前车从后车摄像机视野中消失的临界时刻。
s5：约束前车和后车的行驶速度，使前车多次出现并多次消失在后车摄像机视野中；并在前车每次消失在后车摄像机视野中时，自动触发所述自动触发装置，后车上搭载的网络地理信息系统根据前车和后车上定位终端的位置计算后车视距；
当完成一次出发测量后，前车继续行驶，后车先加速使前车再次出现在摄像机视野中，然后再减速，当前车从摄像机视野中消失时，自动触发所述自动触发装置，进行第二次测量；如此反复，直至对目标道路测试完毕。
具体的：
为了达到对目标道路的视距持续测量的目的，需对两个检测车辆的行驶速度进行约束：令前车以速度vmin匀速前进，当前车消失在后车摄像机视野中，完成一次测量之后，后车应根据情况及时调整车速，先加速至其车速大于vmin且小于vmax，使前车再次出现在后车摄像机视野中，然后再减速至其车速小于vmin，等待前车再次消失在后车摄像机视野中，进行下一次测量，如此反复进行，实现对目标道路视距的持续测量。
即在整个测量过程中：
v前车＝vmin；
后车经过一系列的加速阶段和减速阶段，其中加速阶段中：
vmin<v后车<vmax；
减速阶段中：
0<v后车<vmin。
其中，vmin为任一行驶速度；后车在加速过程中的速度不能超过vmax，这样约束的目的首先是保证后车加速时不超过前车，其次是为了保证为了测距点的密度，提高测量的准确性。
s6：后车上搭载的网络地理信息系统将每次计算获得的后车视距进行存储，并获得两个检测车辆的位置与后车视距的对应序列。
本发明充分考虑了道路线性复杂性以及道路视距重点的不确定性，针对前者，本发明利用了网络地理信息系统精密的路网信息以及精确的定位能力加以解决；针对后者，本发明直接根据机器视觉判断出道路视距终点，并合理的设置了参照物。由此使得本发明的视距检测方法能够快捷、准确的测量出道路的视距，并保证了测量的连续性。
本发明的视距检测方法主要应用于道路交通安全评价场合，为道路的提升改善以及路段车速的限定提供了有利的依据。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。