专利名称：一种基于道路监控视频测量道路噪声的方法
技术领域：
本发明属于视频图像技术领域，具体涉及一种基于道路监控视频测量道路噪声的方法。
背景技术：
随着社会的进步与发展，作为生活质量的一个重要方面一环境质量越来越受到重视。目前我国因环境噪声到环保部门的投诉占总环境质量投诉的50%以上。仅因交通噪声带来的损失每年就高达200多亿元，因此对其监测就显得尤为重要。然而当前我国大多数城市的噪声监测都沿用一年监测若干频次和时段的手工监测方法。这种监测方式，繁琐而简单的劳动耗费了监测技术人员的大量精力，因而无暇进行更深层次的分析和评价
发明内容
本发明针对现有监测技术的不足，通过现有城市道路的监控系统来采集相关的数据，然后把这些采集到的数据通过一种噪声测量算法来测量道路噪声的方法。本发明是通过下述的技术方案实现的
一种基于道路监控视频测量道路噪声的方法，包括以下步骤
步骤一采用检测线方法来对车流量进行检测
1-1首先确定检测线的位置，检测线必须要垂直于道路；
1-2当车辆行驶经过检测线时，检测线上对应的灰度发生改变，用当前帧与对应位置的背景的灰度值作差，得到的检测线上的前景像素点个数来判断有没有车辆通过，然后计算出车流量；
步骤二 采用环形线圈方法来确定车速和车型
2-1在摄像头下的行车道设置两个长方形的第一线圈和第二线圈，设置第二检测线，通过第二检测线对实时监控视频各帧图像的检测，得到车辆进入线圈的时间；
2-2 通过公式(I)V = ^+
/
来计算车速，公式(2) L = V- ( + )- (2/0 +Z1)来计算车长，根据车长的大小，将车辆分为大，
中，小三种车型，其中L是车辆进入第一线圈到进入第二线圈的时间间隔，h是进入第二线
圈到离开第二线圈的时间间隔，4是第一线圈和第二线圈的宽度，^是第一线圈和第二线圈的间距；
步骤三将大型车和中型车的噪声等效为小型车的噪声，其中
4 = 9.12
= 3,16
式中，表示的是大型车与小型车之间的噪声等效关系，逐研表示的是中型车与小型车之间的噪声等效关系；
将整个车流等效为小型车的车流，所有车辆的等车流量为
= x Nht + Nmt X Emt + h J0
式中H nIC分别是步骤一和步骤二中测得的大型车，中型车，小型车的车
流，Ns是全部车辆的等效车流；
所有车辆的等效车速为
TT _ C-S-M" Y'^ ^ MT ^MT X ^MT XA4T ic'^^IC >'
_/Ns
式中PV，分别是步骤一和步骤二中测得的大型车，中型车，小型车的车速； 步骤四根据所有车辆的等车流量和所有车辆的等效车速，得到道路噪声
=4+1 ； 0 +101g[ ^ +AS-30
\ J 、D )
式中，4,为车辆的等效连续声级；A)为小型车的参考能量平均辐射声级；为指定时间内通过全部车辆的等效车流；G为所有车辆的等效车速-力所述等效连续声级的持续时间；A3为测量车辆辐射声级的参考位置距离j为从车道中心线到所选定测量点的垂直距离；a为地面覆盖系数，取决于现场地面条件，0<a<l ;AS为声屏障、楼房、树林等遮蔽物引起的衰减量。进一步的，所述检测线布置在被检测道路的中心，所述检测线的长度和布置的范围根据实际的车流及其轨迹来确定。本发明方法与现有技术相比，取得的改进表现在
1、基于视频的车流量检测方法，安装简单，投入少，升级方便；
2、通过从采集的道路监控视频来分析道路噪声情况，可利用现有的道路监控摄像头，省去了传统噪声监测的噪声检测仪器，节约了大量成本，提高了效率；
3、利用实时监控录像的方式，灵活性强，检测效率高，同时保证了数据的可靠性。随着居民生活质量的提高，以及对环境质量的要求与日俱增，本发明得到的准确及时的监测数据，可为环境噪声执法、评价和治理提供及时、可靠、有效的依据，有利于和谐社会的建设。本发明方法将具备广泛的应用前景。
图I是基于道路监控视频测量道路噪声的装置的结构 图2是双环形线圈测量单个车辆原理 图3是观察者看到的有限长路段两端的张角示意图。
具体实施例方式以下结合附图1-3对本发明作进一步说明。本发明的一种基于道路监控视频测量道路噪声的方法。该方法采用的基于道路监控视频测量道路噪声的装置，包括智能终端模块、传送模块和中央控制模块，由终端智能监控器、信号中继器、中心计算机、LCD显示器等设备组成，该系统能具有实时反映道路噪声的功能。该方法通过如下方式实现首先，通过终端智能监控器采集道路实时的监控视频，然后通过传输模块传输到数据中心，通过对视频图像的处理，得到车流量和车型等相关数据，最后把这些数据运用到噪声测量模型中，得到实时的城市道路噪声情况。其具体包括如下步骤
步骤一采集车流量信息
对车流量的检测，采用检测线的方法，首先确定好检测线的位置，检测线必须要垂直于道路，最好放在被检测道路的中心，检测线具体的长度和放置的范围要根据实际的车流及其轨迹来确定。当车辆行驶经过检测线时，检测线上对应的灰度必然会发生改变，用当前帧 与对应位置的背景的灰度值作差，得到的检测线上的前景像素点个数来判断有没有车辆通过，然后计算出车流量。从所采集到的数据中取出各个车道的数据信息，然后通过统计，得到第车道上的数据的前景像素点的个数M，同时得到第i车道数据上前7个数据中前景像素点个数；和最后-个数据的前景像素点个数通过下面的式子
IriArri=^
WiWi
判断事先设定的阈值Tm纖和tFmja論与Wi的关系，当有$ > Tm歷且Iri < Twkirma且
rr\,此时认为这一帧中该车道有车辆出现，加I且 _等于零，否则认为这帧
图像的该车道中没有车辆出现，丽加I。其中^表示第i车道上的前景像素点的个数， ,表示第i车道上左边r个数据中前景像素点的个数，〃，表示第I车道上右边r个数据中的前景像素点个数。表示第 车道连续出现车辆的帧数，丽表示第I车道连续没出现车辆的帧数。步骤二 采集车速，车型信息
采用环形线圈的理论，双环形线圈测量单个车辆原理测量车速和车长。在摄像头下的行车道设置两个长方形的线圈，同车流量计算原理一样，同样设置检测线，通过检测线对监控实时视频各帧图像的检测，得到车辆进入线圈的相关时间等信息计算出车速及车型。如图3所示，是摄像头看到的有限长路段两端的张角(rad)；
如图2所示，测量车辆进入线圈I到进入线圈2的时间间隔&，进入线圈2到离开
线圈2的时间间隔I1，在已知线圈的宽度为iQ，线圈间距为Z1的情况下，则
车速为v=^+%
车长为^ = V■ +^1J- (2i0 +I1)
依据上面的车长的大小，将车型分为三个等级大型车，中型车，小型车。
步骤三车辆噪声，车速等效的计算
监控视频中的车辆随着车型及车速的不同，它们的噪声也不相同，根据统计的数据，采
用等效的方式来把各型车辆等效某一类车型的数据，
军辆类型j参考噪声/dB (A) j参考噪声标准差/dB (A)
权利要求
1.一种基于道路监控视频测量道路噪声的方法，包括以下步骤步骤一采用检测线方法来对车流量进行检测.1-1首先确定检测线的位置，检测线必须要垂直于道路；.1-2当车辆行驶经过检测线时，检测线上对应的灰度发生改变，用当前帧与对应位置的背景的灰度值作差，得到的检测线上的前景像素点个数来判断有没有车辆通过，然后计算出车流量；步骤二 采用环形线圈方法来确定车速和车型.2-1在摄像头下的行车道设置两个长方形的第一线圈和第二线圈，设置第二检测线，通过第二检测线对实时监控视频各帧图像的检测，得到车辆进入线圈的时间；.2-2 通过公式(I)
2.如权利要求I的一种基于道路监控视频检测道路噪声的方法，其特征在于所述检测线布置在被检测道路的中心，所述检测线的长度和布置的范围根据实际的车流及其轨迹来确定。
全文摘要
本发明公开了一种基于道路监控视频测量道路噪声的方法。本方法运用视频图像处理的方法，提取出道路监控视频中车辆的流量，车速，车型等相关信息，把这些信息运用到一种道路噪声测量模型中，实时的展现城市道路的噪声情况，可为环境噪声执法、评价和治理提供及时、可靠、有效的依据。
文档编号G08G1/052GK102708690SQ20121020426
公开日2012年10月3日 申请日期2012年6月20日 优先权日2012年6月20日
发明者彭怀亮, 章东平, 肖丙刚, 陈非予 申请人:中国计量学院