第2讲-交通信息采集技术(交通信息技术-林晓辉)ppt课件.ppt

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1、2009年年09月月讲授人：林晓辉讲授人：林晓辉环形线环形线圈圈人工报人工报告告视频检视频检测测红外检红外检测测微波检微波检测测环形线环形线圈圈人工报人工报告告视频检视频检测测红外检红外检测测微波检微波检测测地地 面面 道道 路路 网网 络络快快 速速 路路 网网 络络交交 通通 信信 息息 融融 合合交交 通通 状状 态态 估估 计计 与与 预预 测测历史交通数据历史交通数据交通管制信息交通管制信息道路状况信息道路状况信息气象信息气象信息停车信息处理停车信息处理 动态交通分配动态交通分配停车场信息停车场信息增增 值值 服服 务务WebWeb 发发 布布VMSVMS红红 外外 发发 布布其其

2、他他 应应 用用信信息息发发布布信信息息处处理理信息信息采集采集数据存档数据存档交交 通诱导信息通诱导信息停车信息停车信息 GISGIS数据数据交通模型交通模型一、一、特点：特点：1 1）目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法。2 2）可获得可获得交通流量交通流量、占有率占有率、速度速度等数据等数据。3 3）成本较低、准确率高。）成本较低、准确率高。4 4）线圈线圈一旦老化，维护较一旦老化，维护较 为困难。为困难。5 5）施工与维护时，需中断）施工与维护时，需中断交通，开挖路面，破坏环境。交通，开挖路面，破坏环境。线圈检测系统图线圈检测系统图检测处理单元组成：

3、检测处理单元组成：1）中央处理器，）中央处理器，2）检测卡。）检测卡。三、线圈施工规范三、线圈施工规范1）线圈材料）线圈材料 在实际工程中，必须考虑线导线的机械强度和高低温抗在实际工程中，必须考虑线导线的机械强度和高低温抗老化问题，在某些环境恶劣的地方还必须考虑耐酸碱腐蚀问老化问题，在某些环境恶劣的地方还必须考虑耐酸碱腐蚀问题题。建议采用。建议采用1.0mm1.0mm以上铁氟龙高温软导线。以上铁氟龙高温软导线。三、线圈施工规范三、线圈施工规范2）线圈形状）线圈形状（1 1）矩形安装）矩形安装两条长与行车方向垂两条长与行车方向垂直，两端距道路边缘直，两端距道路边缘0.3m0.3m至至1m1m宽为

4、宽为1m1m三、线圈施工规范三、线圈施工规范2）线圈形状）线圈形状（2 2）倾斜）倾斜4545安装安装长与行车方向成长与行车方向成4545度度角，两端距道路边缘角，两端距道路边缘0.2m0.2m宽为宽为0.8m0.8m三、线圈施工规范三、线圈施工规范2）线圈形状）线圈形状(3)“8”(3)“8”字形安装字形安装适用于路面较宽（超适用于路面较宽（超6m6m）或滑动门检测，）或滑动门检测，该形状可分散检测点，该形状可分散检测点，提高灵敏度。提高灵敏度。三、线圈施工规范三、线圈施工规范3）线圈匝数）线圈匝数线圈周长线圈周长线圈匝数线圈匝数3 3米以下米以下根据实际情况，保证电感值根据实际情况，保证电

5、感值在在100uH100uH200uH200uH之间即之间即可可3636米米5-65-6匝匝610610米米4-54-5匝匝10-2510-25米米3 3匝匝2525米以上米以上2 2匝匝使检测器工使检测器工作在最佳状作在最佳状态下，线圈态下，线圈的电感量应的电感量应保持在保持在100uH100uH300uH300uH之间。之间。三、线圈施工规范三、线圈施工规范3）输出引线）输出引线（1 1）引出电缆做成紧密双）引出电缆做成紧密双绞的形式，要求最少绞的形式，要求最少1 1米绞米绞合合2020次。次。（2 2）输出引线长度一般不）输出引线长度一般不应超过应超过5 5米。米。（1 1）未双绞的输出

6、引线将会）未双绞的输出引线将会引入干扰使线圈电感值变得不引入干扰使线圈电感值变得不稳定。稳定。（2 2）探测线圈的灵敏度随引）探测线圈的灵敏度随引线长的增加而降低。线长的增加而降低。原因原因三、线圈施工规范三、线圈施工规范3）埋设方法）埋设方法（1 1）按规格，采用切路机在路面切出槽。槽宽）按规格，采用切路机在路面切出槽。槽宽4 48cm8cm，深度，深度303050cm50cm。（2 2）在四个角上进行）在四个角上进行4545度倒角。度倒角。（3 3）从线圈至路边切一条引线槽。）从线圈至路边切一条引线槽。（4 4）绕制线圈：）绕制线圈：绕线圈时必须将线圈拉直，但不要绷得太紧并紧绕线圈时必须将

7、线圈拉直，但不要绷得太紧并紧贴槽底贴槽底。（5 5）沿引线槽双绞引线至路边。）沿引线槽双绞引线至路边。（6 6）用沥青或软性树脂将切槽封上。用沥青或软性树脂将切槽封上。注意：在线圈的绕制过程中，应使用电感测试仪实际测试电感线注意：在线圈的绕制过程中，应使用电感测试仪实际测试电感线圈的电感值，并确保线圈的电感值在圈的电感值，并确保线圈的电感值在100uH300uH100uH300uH之间。之间。四、应用四、应用1 1）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计2 2）基于环形线圈的车辆识别分类）基于环形线圈的车辆识别分类3 3）基于环形线圈的车速估计）基于环形线圈

8、的车速估计四、应用四、应用1 1）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计 （1 1）控制单元内设置了一个计数器，用于统计通过感）控制单元内设置了一个计数器，用于统计通过感应线圈的车流量应线圈的车流量f f。 （2 2）车流量）车流量f f 与道路占有率与道路占有率O O 的关系：的关系：vtlf100四、应用四、应用2 2）基于环形线圈的车辆识别分类）基于环形线圈的车辆识别分类（1 1）探测、获取车辆的某些特征信息。）探测、获取车辆的某些特征信息。（2 2）采集各种车型对线圈的频率变化数据。）采集各种车型对线圈的频率变化数据。（3 3）运用模式识别的方法对车

9、辆进行准确的分类。）运用模式识别的方法对车辆进行准确的分类。onoffttlv241321ttDttDv四、应用四、应用3 3）基于环形线圈的车速估计）基于环形线圈的车速估计（1 1）单线圈车速估计）单线圈车速估计（2 2）双线圈车速估计）双线圈车速估计五、实例一：交通检测器数据采集与处理系统五、实例一：交通检测器数据采集与处理系统该系统可以检测到交通流该系统可以检测到交通流的流量、密度、速度、车的流量、密度、速度、车头时距、占有率、车型、头时距、占有率、车型、高峰小时系数、方向不均高峰小时系数、方向不均系数、车道不均系数、各系数、车道不均系数、各车型比例等参数；能够对车型比例等参数；能够对交

10、通部列出的交通部列出的12 12 种车型进种车型进行车型分类，准确率达到行车型分类，准确率达到9999。五、实例二：环线线圈在电子警察系统中的应用五、实例二：环线线圈在电子警察系统中的应用1)1)无违法事件时，系统无违法事件时，系统持续判断是否有车辆通持续判断是否有车辆通过检测区域并监测信号过检测区域并监测信号灯状态。灯状态。2)2)红灯亮且有车辆通过红灯亮且有车辆通过时时（1 1）车辆进入线圈）车辆进入线圈A,A,但但未通过停车线未通过停车线（2 2）车辆离开线圈）车辆离开线圈A A（3 3）车辆进入线圈）车辆进入线圈B B（4 4）车辆离开线圈）车辆离开线圈B B一、视频采集检测系统一、视

11、频采集检测系统 1 1）利用视频、计算机、）利用视频、计算机、通信等技术，实现对交通信等技术，实现对交通动态信息的采集。通动态信息的采集。 2 2）所采集的数据：流量）所采集的数据：流量、车速、车型分类、占、车速、车型分类、占有率、平均车距等。有率、平均车距等。 3 3）为信号控制、信息发）为信号控制、信息发布、交通诱导、指挥提布、交通诱导、指挥提供动态交通信息。供动态交通信息。二、视频采集检测系统的组成二、视频采集检测系统的组成1 1）摄像机对车辆进行拍照；）摄像机对车辆进行拍照；2 2）对图像进行存储并数字化；）对图像进行存储并数字化；3 3）对图像进行分区，特征提取；）对图像进行分区，特

12、征提取；4 4）根据特征信息进行车辆分类、统计，根据相邻图像计算车速；）根据特征信息进行车辆分类、统计，根据相邻图像计算车速；5 5）在拍摄区域内跟踪所辨别的车辆。）在拍摄区域内跟踪所辨别的车辆。三、视频检测系统的结构三、视频检测系统的结构1 1）前端信息采集设备）前端信息采集设备（1 1）摄像机）摄像机（2 2）视频采集卡）视频采集卡（3 3）工控机）工控机2 2）中央控制管理系统）中央控制管理系统四、视频检测系统的功能四、视频检测系统的功能提供三类交通信息：提供三类交通信息：1 1）实时交通数据：车速、车辆数、车身长度、车队长度。）实时交通数据：车速、车辆数、车身长度、车队长度。2 2）统

13、计性交通数据：平均速度、车流量、道路占用率等。）统计性交通数据：平均速度、车流量、道路占用率等。3 3）交通事故信息：停车、交通堵塞情况、等候车队长度。）交通事故信息：停车、交通堵塞情况、等候车队长度。五、视频检测技术的特点五、视频检测技术的特点优点：优点：1 1）安装、设置方便、不破坏路面、不中断交通）安装、设置方便、不破坏路面、不中断交通2 2）可提供大量交通管理信息；）可提供大量交通管理信息；3 3）单台摄像机和处理器可检测多车道。单台摄像机和处理器可检测多车道。4 4）可判别交通异常、车辆违章、车牌号等）可判别交通异常、车辆违章、车牌号等缺点：缺点：1 1）大型车辆会遮挡随行的小型车辆

14、；）大型车辆会遮挡随行的小型车辆； 2 2）阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差；）阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差； 六、视频检测技术的应用六、视频检测技术的应用1 1）在交通动态信息采集中的应用）在交通动态信息采集中的应用2 2）在交通违章检测系统中的应用）在交通违章检测系统中的应用3 3）在交通信号控制系统中的应用）在交通信号控制系统中的应用4 4）在交通安全方面的应用）在交通安全方面的应用常用技术类型：常用技术类型：1 1）雷达测速仪）雷达测速仪广泛应用于道路交通巡逻、车流速度检测。广泛应用于道路交通巡逻、车流速度检测。2 2）远程交通微波检测（）远程交通微波检测（RTMSRT

15、MS）可实时、全天候的探测可实时、全天候的探测8 8条车道，收集各车道的车流量、条车道，收集各车道的车流量、道路占用率、平均速度等。道路占用率、平均速度等。1 1）雷达测速仪）雷达测速仪基本原理：把雷达波发射到一个基本原理：把雷达波发射到一个移动的物体上，根据反射回来的移动的物体上，根据反射回来的与目标速度成比例的雷达信号，与目标速度成比例的雷达信号，由测速仪内部的线圈将该信号进由测速仪内部的线圈将该信号进行处理，得到一个频率变化，通行处理，得到一个频率变化，通过数字信号处理技术处理后，得过数字信号处理技术处理后，得到目标的速度。到目标的速度。2 2）远程交通微波检测器）远程交通微波检测器 （

16、1 1）工作原理：）工作原理：RTMSRTMS向行驶的车辆发射调频微波，波束被行驶向行驶的车辆发射调频微波，波束被行驶的车辆阻挡而发生反射，反射波通过多普勒效应使频率发生偏移的车辆阻挡而发生反射，反射波通过多普勒效应使频率发生偏移，根据频率偏移可检测出有车辆通过，经过接收、处理、放大后，根据频率偏移可检测出有车辆通过，经过接收、处理、放大后输出检测信号，从而达到检测交通信号的目的。输出检测信号，从而达到检测交通信号的目的。2 2）远程交通微波检测器）远程交通微波检测器 （2 2）功能和作用：）功能和作用： a a）精确检测车流量、速度、排队状况等信息。）精确检测车流量、速度、排队状况等信息。

17、b b）具有存储功能，可接入其他系统。）具有存储功能，可接入其他系统。 c c）检测时，不中断交通流。）检测时，不中断交通流。 （3 3）特点：多道性、真实再现、全天候、准确性、升级性。）特点：多道性、真实再现、全天候、准确性、升级性。 （4 4）RTMSRTMS与感应线圈相比的优势与感应线圈相比的优势 更换不影响交通，可同时检测多条车道，对路面要求不高，安更换不影响交通，可同时检测多条车道，对路面要求不高，安装便捷，维护方便。装便捷，维护方便。 一、红外线传感器一、红外线传感器 1）反射式红外检测器使用反射接收器，用来反射光束）反射式红外检测器使用反射接收器，用来反射光束和接收反射光束，通过

18、记录路面和车顶反射率的变化对和接收反射光束，通过记录路面和车顶反射率的变化对车辆进行检测；车辆进行检测；2）阻断式红外检测器由位于道路一侧的反射接收器和）阻断式红外检测器由位于道路一侧的反射接收器和车道另一侧的强反射板组成，车辆通过时，反射波被切车道另一侧的强反射板组成，车辆通过时，反射波被切断而检测到车辆。红外检测器还能采集车辆速度信息。断而检测到车辆。红外检测器还能采集车辆速度信息。二、超声波雷达二、超声波雷达 可提供车辆计数、出现及道路占有率等交通信息。可提供车辆计数、出现及道路占有率等交通信息。 技技 术术优优 点点缺缺 点点环形线圈检测环形线圈检测1 1、线圈电子放大器已标准化；、线

19、圈电子放大器已标准化；2 2、技术成熟、易于掌握；、技术成熟、易于掌握；3 3、正常使用寿命长；、正常使用寿命长；4 4、性价比高；、性价比高；5 5、非常精确。、非常精确。1 1、安装或修理需中断交通。、安装或修理需中断交通。视频检测视频检测1 1、可为管理提供可视图像；、可为管理提供可视图像；2 2、可提供大量交通管理信息；、可提供大量交通管理信息；3 3、单台摄像机和处理器可检测、单台摄像机和处理器可检测多车道。多车道。1 1、大型车辆会遮挡随行的小型、大型车辆会遮挡随行的小型车辆；车辆；2 2、阴影、积水反射或昼夜转换、阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差；可造成检测误差；3 3、检

20、测精度较低。、检测精度较低。微波检测微波检测1 1、在恶劣气候下性能出色；、在恶劣气候下性能出色；2 2、可检测静止的车辆；、可检测静止的车辆；3 3、可以侧向方式检测多车道。、可以侧向方式检测多车道。1 1、侧向方式速度检测不够准确；、侧向方式速度检测不够准确；2 2、拥堵时流量检测不够准确。、拥堵时流量检测不够准确。超声波检测超声波检测1 1、全天候工作；、全天候工作；2 2、可检测静止的车辆、车间距、可检测静止的车辆、车间距很小的车辆；很小的车辆；3 3、体积小，易于安装。、体积小，易于安装。1 1、必须顶置，安装条件受到一、必须顶置，安装条件受到一定的限制；定的限制；2 2、易受风速影响。、易受风速影响。红外线检测红外线检测1 1、可检测车间距很小的车辆；、可检测车间距很小的车辆；2 2、体积小，安装方便。、体积小，安装方便。1 1、检测精度较低；、检测精度较低；2 2、易受到灰尘、冰、雾的影响、易受到灰尘、冰、雾的影响。 本节课介绍了五种交通采集检测技术，对其原理、特点本节课介绍了五种交通采集检测技术，对其原理、特点、应用做了详细的介绍，最后对各种检测技术的优缺点、应用做了详细的介绍，最后对各种检测技术的优缺点做比较。做比较。 下一节课内容：交通信息处理技术下一节课内容：交通信息处理技术