智能运输系统概论第4章.pptx
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1、目目 录录第第1 1章章 绪论绪论第第2 2章章 智能运输系统的体系框架智能运输系统的体系框架第第3 3章章 智能运输系统的理论基础智能运输系统的理论基础第第4 4章章 交通信息采集与处理技术交通信息采集与处理技术第第5 5章章 通信技术通信技术第第6 6章章 车辆定位技术车辆定位技术第第7 7章章 网络技术网络技术第第8 8章章 数据库技术数据库技术第第9 9章章 新技术在智能运输系统中的应用新技术在智能运输系统中的应用第第1010章章 交通信息服务系统交通信息服务系统第1页/共35页第第4 4章章 交通信息采集与处理技术交通信息采集与处理技术 概述概述4.1交通信息采集技术交通信息采集技术
2、4.2 交通信息处理技术交通信息处理技术4.3第2页/共35页4.1 概述概述交交通通信信息息是是城城市市交交通通规规划划和和交交通通管管理理的的重重要要基基础础信信息息。通通过过全全面面、丰丰富富、实实时时的的交交通通信信息息不不仅仅可可以以把把握握城城市市道道路路交交通通的的发发展展现现状状,还还可可以以对对未未来来发发展展进进行行预预测测,从从而而为为城城市交通规划和管理部门的正确决策提供科学依据。市交通规划和管理部门的正确决策提供科学依据。交交通通信信息息服服务务是是智智能能运运输输系系统统(ITSITS)功功能能的的一一个个重重要要方方面面,先先进进的的交交通通管管理理系系统统(AT
3、MSATMS)和和先先进进的的交交通通信信息息系系统统(ATISATIS)等都离不开)等都离不开交通信息交通信息。动动态态交交通通流流诱诱导导功功能能作作为为智智能能运运输输系系统统的的核核心心之之一一,也是以也是以实时的交通信息实时的交通信息为基本前提的。为基本前提的。交交通通信信息息采采集集与与处处理理技技术术对对城城市市的的交交通通规规划划、路路网网建建设设、交通管理交通管理、智能运输系统功能智能运输系统功能实现都是非常重要的。实现都是非常重要的。第3页/共35页4.1 概述概述交通信息交通信息可以分为可以分为静态交通信息静态交通信息和和动态交通信息动态交通信息。静静态态交交通通信信息息
4、:在在一一个个较较长长时时间间段段内内相相对对稳稳定定的的交交通通信信息息,包包括括:包包含含有有路路网网信信息息和和交交通通管管理理设设施施信信息息等等的的交交通通基基础础信信息息;道道路路交交通通量量和和车车辆辆保保有有量量等等统统计计信信息息;交交通通参参与与者者出出行行规规律律信信息息等等。获获得得主主要要是是通通过过建建立立基基础础信息数据库信息数据库。动动态态交交通通信信息息:是是交交通通系系统统中中随随时时间间和和空空间间变变化化的的交交通通信信息息,主主要要包包括括:道道路路网网交交通通流流状状态态特特征征信信息息、交交通通事事件件信信息息、车车辆辆及及驾驾驶驶员员的的状状态态
5、信信息息、道道路路环环境境信信息息以以及交通动态管理控制信息及交通动态管理控制信息等。(本书研究)等。(本书研究)第4页/共35页第第4 4章章 交通信息采集与处理技术交通信息采集与处理技术 概述概述4.1 交通信息处理技术交通信息处理技术4.3交通信息采集技术交通信息采集技术4.2第5页/共35页交通信息非自动采集技术交通信息非自动采集技术交交通通信信息息采采集集方方法法有有人人工工记记数数法法、试试验验车车移移动动调调查查法法、摄摄影影法法、车车辆辆检检测测器器测测定定法法、GPSGPS浮浮动动车车法法、手手机机定定位位法法、遥感图像处理遥感图像处理等。等。非自动采集非自动采集技术技术自动
6、采集自动采集技术技术非非自自动动采采集集技技术术不不具具备备自自动动采采集集的的功功能能,采采集集过过程程依依赖赖人人工工操操作作,一一般般适适用用于于做做短短期期交交通通调调查查,不不适适用用于于实实时时交通信息采集。交通信息采集。交交通通流流量量的的非非自自动动采采集集方方法法包包括括人人工工记记数数法法、试试验验车车移动调查法移动调查法和和摄影法摄影法。第6页/共35页速速度度的的非非自自动动采采集集方方法法包包括括了了划划线线量量测测法法、雷雷达达测测速速法法、光光电电管管法法、摄摄影影法法、车车辆辆牌牌照照识识别别法法、浮浮动动车车法法、跟跟车车法法等等。划划线线量量测测法法、雷雷达
7、达测测速速法法、光光电电管管法法、摄摄影影法法适适用用于于地地点点车车速速的的测测量量;车车辆辆牌牌照照识识别别法法、浮浮动动车车法法、跟车法跟车法等适用于等适用于行程车速行程车速、区间平均车速区间平均车速的调查。的调查。交交通通流流密密度度的的非非自自动动采采集集方方法法主主要要有有出出入入量量法法和和摄摄影影法法。出出入入量量法法,是是一一种种测测定定道道路路上上两两断断面面间间无无出出入入交交通通的的路路段段内内现现有有的的车车辆辆数数,计计算算该该路路段段交交通通密密度度的的方方法法。摄影法摄影法又可分又可分地面地面和和航空航空摄影观测法。摄影观测法。交通信息非自动采集技术交通信息非自
8、动采集技术第7页/共35页交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集交通信息自动采集技术:技术:路基型路基型交通信息采集技术交通信息采集技术车基型车基型交通信息采集技术交通信息采集技术空基型空基型交通信息采集技术交通信息采集技术 路基型交通信息采集技术路基型交通信息采集技术 目前实用的目前实用的路基型路基型交通信息采集技术:交通信息采集技术:感感应应线线圈圈检检测测器器、超超声声波波检检测测器器、磁磁力力检检测测器器、红红外外线线检检测测器器、微微波波雷雷达达检检测测器器、视视频频检检测测器器、道道路路管管检检测测器器、声声学学检检测测器器等等检检测测器器法法以以及及车车辆辆牌牌
9、照照自自动动匹匹配配法法、车辆自动识别法车辆自动识别法等。等。第8页/共35页感应线圈检测器感应线圈检测器目目前前使使用用最最为为广广泛泛的的交交通通流流量量检检测测装装置置,安安装装为为地地埋埋型型。利利用用埋埋设设在在车车道道下下的的环环形形线线圈圈对对通通过过线线圈圈或或存存在在于于线线圈圈上上的车辆引起的车辆引起电磁感应电磁感应的变化进行处理而达到检测目的。的变化进行处理而达到检测目的。超声波检测器超声波检测器通通过过接接收收由由超超声声波波发发生生器器发发射射的的超超声声波波束束和和车车辆辆反反射射的的超超声声回回波波来来检检测测车车辆辆。由由车车道道上上方方的的超超声声波波探探头头
10、向向下下发发射射一一束束超超声声波波,车车辆辆通通过过这这些些波波束束时时,引引起起波波束束反反射射回回发发送送部部件件,通通过过判判断断信信号号与与原原反反射射回回波波信信号号在在时时间间上上的的差差异异来来检测检测车辆数车辆数和车辆和车辆类型类型。路基型交通信息采集技术路基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第9页/共35页磁力检测器磁力检测器通通过过检检测测磁磁场场强强度度的的异异常常来来确确定定车车辆辆出出现现,属属于于被被动动接接收收设设备备,采采用用地地埋埋型型安安装装。对对流流量量的的检检测测精精度度较较高高。优优点点是是价格便宜价格便宜,安装容易安装容易,
11、特别是地磁检测器。,特别是地磁检测器。红外线检测器红外线检测器包包括括主主动动式式红红外外线线检检测测器器和和被被动动式式红红外外线线检检测测器器,采采用用非非地地埋埋式式安安装装。主主动动式式红红外外线线检检测测器器中中,用用于于测测量量车车辆辆出出现现等等交交通通参参数数。被被动动式式红红外外线线检检测测器器检检测测器器检检测测范范围围内内的的车车辆辆、路路面面及及其其它它物物体体自自身身散散发发的的红红外外线线和和它它们们反反射射的的来来自太阳的红外线。自太阳的红外线。路基型交通信息采集技术路基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第10页/共35页微波雷达检测器微波
12、雷达检测器连连续续波波多多普普勒勒雷雷达达和和调调频频连连续续波波雷雷达达。微微波波雷雷达达检检测测器器可可通通过过发发射射不不同同的的雷雷达达波波的的波波形形获获取取交交通通参参数数,为为非非地地埋埋式式安安装装,可可安安装装在在单单车车道道中中央央的的上上方方以以检检测测该该车车道道的的交交通通参参数数,还还可可在在多多车车道道道道路路的的路路边边安安装装以以测测量量多多条条车车道道上上车车辆的交通参数。辆的交通参数。路基型交通信息采集技术路基型交通信息采集技术微波雷达的工作原理微波雷达的工作原理交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第11页/共35页视频检测器视频检测器视视频频图图像像
13、处处理理技技术术是是将将一一段段道道路路的的交交通通状状况况摄摄成成图图像像,并并将将原原有有的的道道路路和和路路旁旁景景物物图图像像迭迭加加在在图图像像上上而而检检测测出出交交通流量通流量和和速度速度的新兴技术,能提供道路上的的新兴技术,能提供道路上的交通状况数据交通状况数据。道路管检测器道路管检测器适适用用于于交交通通量量不不大大情情况况下下的的短短期期交交通通数数据据的的采采集集。道道路路管检测器埋设在管检测器埋设在车道下方车道下方,沿道路,沿道路横向布置横向布置。声学检测器声学检测器检检测测来来自自车车辆辆内内部部和和车车辆辆轮轮胎胎与与地地面面接接触触等等多多个个来来源源的的声音信号
14、,可检测声音信号,可检测车辆通过车辆通过、车辆出现车辆出现及及车速车速等交通参数。等交通参数。路基型交通信息采集技术路基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第12页/共35页 车基型交通信息采集技术车基型交通信息采集技术包包括括基基于于GPSGPS浮浮动动车车的的交交通通信信息息采采集集技技术术和和基基于于手手机机定位定位的交通信息采集技术。的交通信息采集技术。基于基于GPSGPS浮动车的交通信息采集技术浮动车的交通信息采集技术在在车车辆辆上上装装备备GPSGPS接接收收装装置置,以以一一定定的的采采样样时时间间间间隔隔记记录录车车辆辆的的三三维维位位置置坐坐标标和和时时
15、间间数数据据,这这些些数数据据传传入入计计算算机机后后与与地地理理信信息息系系统统的的电电子子地地图图结结合合,经经过过重重叠叠分分析析计计算算出出车车辆辆的的瞬瞬时时速速度度及及通通过过特特定定路路段段的的行行程程时时间间和和行行程速度程速度指标。指标。车基型交通信息采集技术车基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第13页/共35页基于手机无线定位的交通信息采集技术基于手机无线定位的交通信息采集技术通通过过车车辆辆内内部部的的手手机机,利利用用无无线线定定位位技技术术探探测测车车辆辆的的位位置置,从从而而获获得得交交通通信信息息。除除了了可可以以采采集集行行程程时时间间
16、和和车车速速等交通信息,还可以进行等交通信息,还可以进行出行出行ODOD数据数据的采集。的采集。利利用用车车辆辆上上手手机机沿沿路路基基站站发发生生切切换换(HandoverHandover)的的信信息息,可可估估算算出出路路段段的的行行程程车车速速。切切换换是是指指在在通通话话过过程程中中,为为了了保保持持通通话话的的连连续续性性,当当手手机机的的当当前前服服务务基基站站信信号号强强度度衰衰减减到到一一定定程程度度时时,手手机机选选择择新新的的基基站站作作为为当当前前服服务务基站基站的过程。的过程。车基型交通信息采集技术车基型交通信息采集技术手机无线定位方法系统框架手机无线定位方法系统框架交
17、通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第14页/共35页 空基型交通信息采集技术空基型交通信息采集技术研研究究主主要要集集中中于于遥遥感感技技术术,通通过过高高空空摄摄影影技技术术,捕捕捉捉地地面面发发来来的的各各种种波波段段的的光光子子形形成成不不同同种种类类的的图图像像。遥遥感感数据可分为数据可分为遥感卫星遥感卫星数据、数据、临近空间临近空间数据和航空数据。数据和航空数据。从遥感图像中从遥感图像中获取交通数据获取交通数据可以分为两种:可以分为两种:一一种种是是从从遥遥感感图图像像中中自自动动或或半半自自动动提提取取道道路路信信息息,建建立较大区域内的立较大区域内的道路网道路网;另另一一种种
18、应应用用是是从从遥遥感感图图像像中中获获取取交交叉叉口口排排队队长长度度、路路段车流密度段车流密度等具体数据。等具体数据。下下面面分分别别对对基基于于遥遥感感技技术术的的道道路路图图像像提提取取技技术术和和路路段段交通密度交通密度进行介绍。进行介绍。交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第15页/共35页基于遥感技术的道路图像提取技术基于遥感技术的道路图像提取技术数数字字图图像像灰灰度度是是计计算算机机进进行行图图像像处处理理的的基基础础,计计算算机机对图像进行处理实际上就是对图像的对图像进行处理实际上就是对图像的灰度数据灰度数据进行处理。进行处理。图图像像增增强强处处理理是是数数字字图图像
19、像处处理理的的基基本本方方法法之之一一,目目的的是是突突出出需需要要的的信信息息,弱弱化化或或消消除除不不需需要要的的信信息息,即即干干扰扰信息信息。道道路路上上的的车车辆辆信信息息使使得得道道路路的的颜颜色色特特征征不不是是很很均均匀匀,所所以以需需要要对对图图像像进进行行去去噪噪处处理理。去去噪噪算算法法多多种种多多样样,如如中值滤波中值滤波、均值滤波均值滤波、小波变换去噪小波变换去噪等等。等等。空基型交通信息采集技术空基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术第16页/共35页基于遥感技术的道路图像提取技术基于遥感技术的道路图像提取技术城城市市遥遥感感图图像像中中,异异
20、物物同同谱谱的的现现象象很很普普遍遍,因因此此可可以以应应用用数数学学形形态态学学,根根据据这这些些干干扰扰信信息息的的形形态态特特征征选选取取合合适适的的结结构构元元素素,对对图图像像进进行行适适当当的的形形态态学学运运算算处处理理,识识别出别出干扰信息干扰信息,进而,进而去除去除它们。它们。最最后后,需需要要对对过过滤滤出出道道路路的的遥遥感感图图像像进进行行二二值值化化分分割割,即把即把灰度图像灰度图像转化为转化为二值图像二值图像。遥遥感感图图像像中中地地物物信信息息识识别别结结束束以以后后,往往往往要要建建立立相相应应的的地理信息数据库地理信息数据库,需要对图像进行,需要对图像进行细化
21、操作细化操作。空基型交通信息采集技术空基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术基基于于遥遥感感技技术术的的道道路路图图像像提提取取技技术术的的提提取取流流程程第17页/共35页基于遥感技术的路段交通密度的提取技术基于遥感技术的路段交通密度的提取技术空基型交通信息采集技术空基型交通信息采集技术交通信息自动采集技术交通信息自动采集技术基于基于遥感遥感技术技术的路的路段交段交通密通密度提度提取技取技术流术流程图程图第18页/共35页第第4 4章章 交通信息采集与处理技术交通信息采集与处理技术 概述概述4.1 交通信息处理技术交通信息处理技术4.3交通信息采集技术交通信息采集技术4
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