專利名稱：基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通信息采集方法技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及利用激光測(cè)距設(shè)備的交通信息采集方法技術(shù)領(lǐng)域，具體是指ー種基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法。
背景技術(shù)：
激光距離傳感器(又稱激光測(cè)距儀)是利用激光對(duì)目標(biāo)的距離進(jìn)行準(zhǔn)確測(cè)定的儀器。激光距離傳感器依靠目標(biāo)的反射來(lái)識(shí)別傳感器向目標(biāo)射出脈沖激光，由光電元件接收目標(biāo)反射的激光脈沖，時(shí)間鑒別測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的脈沖飛行時(shí)間，就可以得出從傳感器到目標(biāo)的距離。在激光距離傳感器基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的激光雷達(dá)不僅能測(cè)距，而且還可以測(cè)量目標(biāo)方位、運(yùn)動(dòng)速度和加速度等。激光距離傳感器是激光、精密機(jī)械、嵌入式技術(shù)及光電子學(xué)等多學(xué)科技術(shù)的綜合應(yīng)用。由于激光具有高方向性、高単色性和高功率等優(yōu)點(diǎn)，激光距離傳感器由于測(cè)距較遠(yuǎn)、方便判定目標(biāo)方位、精確度和分辨率高、抗干擾能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，應(yīng)用領(lǐng)域不斷擴(kuò)大、行業(yè)需求眾多。智能交通之所以有巨大的發(fā)展?jié)摿Χ蔀槲锫?lián)網(wǎng)發(fā)展的重點(diǎn)領(lǐng)域，是與我國(guó)的國(guó)情密不可分的。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴(kuò)大，汽車(chē)數(shù)量的持續(xù)快速增長(zhǎng)，交通擁堵現(xiàn)象日趨嚴(yán)重，交通事故時(shí)有發(fā)生。交通問(wèn)題已成為城市管理工作中的重大社會(huì)問(wèn)題。利用先進(jìn)的電子、通信等技術(shù)發(fā)展我國(guó)的智能交通系統(tǒng)，加強(qiáng)現(xiàn)有道路交通的運(yùn)輸管理，提高路網(wǎng)的通行能力和交通服務(wù)質(zhì)量非常重要。目前我國(guó)公路交通信息采集主要有地感線圈、微波探測(cè)、超聲波探測(cè)、視頻圖像識(shí)別和壓電稱重等監(jiān)測(cè)方式，以上這些方式都有其各自的局限性。例如效果單一，一套儀器只能檢測(cè)單一的交通信息特征；檢測(cè)準(zhǔn)確率不高，在有車(chē)輛距離較近或者相互遮擋的情況時(shí)，部分車(chē)速和流量信息會(huì)產(chǎn)生丟失或誤判；成本較高，施工麻煩，如地感線圈需要預(yù)先進(jìn)行路面埋設(shè)，視頻分析服務(wù)器成本一直居高不下。在將激光技術(shù)用于交通信息采集的相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域中，中國(guó)專利申請(qǐng)200810079778. O公開(kāi)了ー種采用紅外光傳感器配合路面鋪設(shè)反光帶，并沿反光帶長(zhǎng)度方向逐點(diǎn)掃描方式發(fā)射和接收的激光信息收集裝置，兩組這樣的紅外光傳感器相距d的位置，可以對(duì)車(chē)輛的長(zhǎng)度、行駛速度等進(jìn)行測(cè)量。但這種類(lèi)型的信息采集有很多缺點(diǎn)，例如需要用到兩套光傳感器系統(tǒng)；需要在路面上設(shè)置反光帶；如果要達(dá)到此專利所想達(dá)到的效果，傳感器來(lái)回掃描的速度需要達(dá)到幾百甚至上千赫茲，如此掃描范圍的機(jī)械掃描結(jié)構(gòu)是難以做到的。中國(guó)專利申請(qǐng)200910092596. I介紹了ー種利用垂直路面放置的激光測(cè)距或者超聲波測(cè)距儀對(duì)路面車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)控，能夠達(dá)到對(duì)道路車(chē)輛類(lèi)型進(jìn)行識(shí)別的目的，識(shí)別時(shí)候?qū)嚯x變化點(diǎn)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，但這個(gè)專利方法對(duì)車(chē)輛進(jìn)行識(shí)別的采樣率偏低，不能對(duì)車(chē)輛做到細(xì)致甄別；這個(gè)專利的另ー個(gè)缺點(diǎn)是由于這個(gè)專利沒(méi)有考慮車(chē)輛的速度對(duì)車(chē)輛高度點(diǎn)采樣率的影響，因此對(duì)車(chē)輛車(chē)型的識(shí)別率非常低，應(yīng)用效果較差
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術(shù)中的缺點(diǎn)，提供一種基于單ー激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)實(shí)現(xiàn)車(chē)輛速度測(cè)量、車(chē)輛行為觸發(fā)、車(chē)輛輪廓描繪、車(chē)流量統(tǒng)計(jì)等諸多功能的，并可利用具有多節(jié)點(diǎn)的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)獲得道路信息，便于道路信息的采集和發(fā)布，且設(shè)備布設(shè)及應(yīng)用簡(jiǎn)便，實(shí)現(xiàn)成本低廉，應(yīng)用效果較佳，且應(yīng)用范圍廣泛的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路イ目息米集的方法。所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)包括多個(gè)激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置及連接所述各裝置的卡ロ服務(wù)器，所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置包括激光距離傳感器以及內(nèi)置于所述的激光距離傳感器的數(shù)據(jù)處理器，所述的激光距離傳感器為架設(shè)于道路上一個(gè)車(chē)道的上方的大角度激光收發(fā)距離傳感器，所述的數(shù)據(jù)處理器具有車(chē)輛信息識(shí)別模塊，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊的輸入端連接所述的激光距離傳感器，該車(chē)輛信息識(shí)別模塊的輸出端連接所述的卡ロ服務(wù)器。為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法包括以下步驟(I)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的大角度激光收發(fā)距離傳感器對(duì)于所述車(chē)道上的 固定位置進(jìn)行持續(xù)的激光測(cè)距；(2)所述的大角度激光收發(fā)距離傳感器將測(cè)得的距離值D發(fā)送至所述的數(shù)據(jù)處理器；(3)所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別；(4)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息識(shí)別模塊將所獲得的車(chē)輛信息發(fā)送卡ロ服務(wù)器；(5)所述的卡ロ服務(wù)器基于所獲得的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置車(chē)輛信息分析獲得道路信息；(6)所述的卡ロ服務(wù)器發(fā)布所述的道路信息，井根據(jù)所述的道路信息向外部道路監(jiān)管系統(tǒng)發(fā)布道路監(jiān)管指令。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，具體為車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的操作。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的操作，具體為當(dāng)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊判斷所述的距離值的變化量AD大于預(yù)設(shè)的變化量閾值時(shí)，則計(jì)算車(chē)流量+1。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，還包括車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD確定車(chē)速的操作。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD確定車(chē)速的操作，具體為所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊確定車(chē)輛速度V為
τλ ADy =---
At cosΘ ,其中，t為時(shí)間，Θ為所述的大角度激光收發(fā)距離傳感器的激光發(fā)射方向與所在車(chē)道路面間的夾角。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，還包括車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D對(duì)車(chē)車(chē)型進(jìn)行識(shí)別的操作。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D對(duì)車(chē)車(chē)型進(jìn)行識(shí)別的操作，具體包括以下步驟(3-1)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊基于所述的距離值的變化量△ D執(zhí)行所述的確定車(chē)速的操作，獲得車(chē)輛速度V ；(3-2)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的距離值的變化量AD確定車(chē)輛高度h ；(3-3)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛高度h和車(chē)輛速度V繪制車(chē)輛輪 廓圖；(3-4)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛輪廓圖識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的距離值的變化量△ D確定車(chē)輛高度h，具體為所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊確定車(chē)輛高度h為h = H-Dsin Θ，其中，H為所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置到其所在車(chē)道路面間的垂直距離。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊包括車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛輪廓圖識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型，具體為所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)將所述的車(chē)輛輪廓圖與所述的車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的車(chē)型進(jìn)行比對(duì)，確定與該車(chē)輛輪廓圖相應(yīng)的車(chē)輛類(lèi)型。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的系統(tǒng)還包括多個(gè)攝像機(jī)，所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的數(shù)據(jù)處理器均連接ー個(gè)攝像機(jī)，所述的各攝像機(jī)也連接所述的卡ロ服務(wù)器，所述的方法在步驟(4)之后還包括以下步驟(4-1)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息識(shí)別模塊向所述的攝像機(jī)發(fā)送觸發(fā)指令；(4-2)所述的攝像機(jī)在接收到觸發(fā)指令后，拍攝車(chē)輛影像；(4-3)所述的攝像機(jī)將車(chē)輛影像發(fā)送至所述的卡ロ服務(wù)器。該基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法中，所述的道路信息包括道路車(chē)流量信息、擁堵情況信息和車(chē)輛分布信息。采用了該發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，各節(jié)點(diǎn)裝置中的數(shù)據(jù)處理器能夠獲取距離傳感器測(cè)得的距離值，井根據(jù)距離值的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛速度測(cè)量、車(chē)輛行為觸發(fā)、車(chē)輛輪廓描繪、車(chē)流量統(tǒng)計(jì)等諸多功能，卡ロ服務(wù)器能夠根據(jù)各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息獲得道路信息，進(jìn)而進(jìn)行道路信息發(fā)布和道路監(jiān)管指令的發(fā)布，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中探測(cè)裝置布設(shè)繁瑣，采樣率低，無(wú)法有效辨識(shí)車(chē)型等缺點(diǎn)，且本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法應(yīng)用簡(jiǎn)便，成本低廉，應(yīng)用效果佳，應(yīng)用擴(kuò)展性好，應(yīng)用范圍也較為廣泛。


圖I為本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法所采用的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用方式示意圖。圖2為本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法所采用的節(jié)點(diǎn)裝置的原理示意圖。圖3為本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法的步驟流程圖。
圖4為本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法所采用的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。圖5為利用發(fā)明的基于激光測(cè)距的道路車(chē)輛信息采集節(jié)點(diǎn)裝置對(duì)小型轎車(chē)進(jìn)行掃描識(shí)別的效果圖。圖6為利用發(fā)明的基于激光測(cè)距的道路車(chē)輛信息采集節(jié)點(diǎn)裝置對(duì)出租車(chē)進(jìn)行掃描識(shí)別的效果圖。圖7為利用發(fā)明的基于激光測(cè)距的道路車(chē)輛信息采集節(jié)點(diǎn)裝置對(duì)貨柜車(chē)進(jìn)行掃描識(shí)別的效果圖。圖8為利用發(fā)明的基于激光測(cè)距的道路車(chē)輛信息采集節(jié)點(diǎn)裝置對(duì)卡車(chē)進(jìn)行掃描識(shí)別的效果圖。圖9為利用發(fā)明的基于激光測(cè)距的道路車(chē)輛信息采集節(jié)點(diǎn)裝置對(duì)攪拌車(chē)進(jìn)行掃描識(shí)別的效果圖。
具體實(shí)施例方式為了能夠更清楚地理解本發(fā)明的技術(shù)內(nèi)容，特舉以下實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明。請(qǐng)參閱圖I所示，為本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法所采用的節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)的應(yīng)用方式示意圖。該系統(tǒng)包括多個(gè)激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置I及連接所述各裝置I的卡ロ服務(wù)器4，節(jié)點(diǎn)裝置I架設(shè)于道路6上一個(gè)車(chē)道的上方龍門(mén)架2上，并通過(guò)線纜5連接卡ロ服務(wù)器4。所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置I包括激光距離傳感器以及內(nèi)置于所述的激光距離傳感器的數(shù)據(jù)處理器。所述的激光距離傳感器為架設(shè)于道路上一個(gè)車(chē)道的上方的大角度激光收發(fā)距離傳感器，所述的激光測(cè)距傳感器為大角度激光收發(fā)測(cè)距傳感器，如圖2所示，該大角度激光收發(fā)測(cè)距傳感器包括控制電路、脈沖激光發(fā)射電路和激光接收電路，所述的脈沖激光發(fā)射電路和激光接收電路均連接所述的控制電路，所述的控制電路還連接所述的數(shù)據(jù)處理器。所述的數(shù)據(jù)處理器具有車(chē)輛信息識(shí)別模塊，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊的輸入端連接所述的激光距離傳感器，該車(chē)輛信息識(shí)別模塊的輸出端連接所述的卡ロ服務(wù)器。所述的脈沖激光發(fā)射電路的激光發(fā)射方向迎向所在車(chē)道的來(lái)車(chē)方向(如圖I中箭頭所示)，且所述的激光發(fā)射方向與車(chē)道間夾角的角度在20°至60°之間。該脈沖激光發(fā)射電路發(fā)射的激光在所述的車(chē)道上形成2. 5米X I米的矩形光斑3。該光斑3與所述的激光距離傳感器之間的距離為25米。所述的大角度激光收發(fā)測(cè)距傳感器的接收孔徑角度在20毫弧度至100毫弧度之間。所述的激光接收電路的接收范圍為ー直徑2. 7米的圓形范圍。在一種實(shí)施方式中，本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，如圖3所示，包括以下步驟
(I)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的大角度激光收發(fā)距離傳感器對(duì)于所述車(chē)道上的固定位置進(jìn)行持續(xù)的激光測(cè)距；(2)所述的大角度激光收發(fā)距離傳感器將測(cè)得的距離值D發(fā)送至所述的數(shù)據(jù)處理器；(3)所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別；(4)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息識(shí)別模塊將所獲得的車(chē)輛信息發(fā)送卡ロ服務(wù)器；(5)所述的卡ロ服務(wù)器基于所獲得的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置車(chē)輛信息分析獲得道路、信息，該道路信息包括道路車(chē)流量信息、擁堵情況信息和車(chē)輛分布信息等；(6)所述的卡ロ服務(wù)器發(fā)布所述的道路信息，井根據(jù)所述的道路信息向外部道路監(jiān)管系統(tǒng)發(fā)布道路監(jiān)管指令。其中，步驟(3)所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，可具體包括車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量△ D對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的操作；車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量△ D確定車(chē)速的操作；以及車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D對(duì)車(chē)車(chē)型進(jìn)行識(shí)別的操作。在較優(yōu)選的實(shí)施方式中，上述對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的操作，具體為當(dāng)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊判斷所述的距離值的變化量△ D大于預(yù)設(shè)的變化量閾值吋，則計(jì)算車(chē)流量+1。確定車(chē)速的操作，具體為所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊確定車(chē)輛速度V為
T/ ADy =---
Al cosΘ ,其中，t為時(shí)間，Θ為所述的大角度激光收發(fā)距離傳感器的激光發(fā)射方向與所在車(chē)道路面間的夾角。且所述的對(duì)車(chē)車(chē)型進(jìn)行識(shí)別的操作，具體包括以下步驟(3-1)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊基于所述的距離值的變化量△ D執(zhí)行所述的確定車(chē)速的操作，獲得車(chē)輛速度V ；(3-2)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的距離值的變化量AD確定車(chē)輛高度h ；(3-3)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛高度h和車(chē)輛速度V繪制車(chē)輛輪廓圖；(3-4)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛輪廓圖識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型。其中，步驟(3-2)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的距離值的變化量Λ D確定車(chē)輛高度h，具體為所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊確定車(chē)輛高度h為h = H-Dsin Θ，H為所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置到其所在車(chē)道路面間的垂直距離。且所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊包括車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)，步驟(3-4)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛輪廓圖識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型，具體為所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)將所述的車(chē)輛輪廓圖與所述的車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的車(chē)型進(jìn)行比對(duì)，確定與該車(chē)輛輪廓圖相應(yīng)的車(chē)輛類(lèi)型。在更優(yōu)選的實(shí)施方式中，如圖4所示，所述的系統(tǒng)還包括多個(gè)攝像機(jī)，所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的數(shù)據(jù)處理器均連接ー個(gè)攝像機(jī)，所述的各攝像機(jī)也連接所述的卡ロ服務(wù)器，所述的方法在步驟(4)之后還包括以下步驟(4-1)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息識(shí)別模塊向所述的攝像機(jī)發(fā)送觸發(fā)指令；(4-2)所述的攝像機(jī)在接收到觸發(fā)指令后，拍攝車(chē)輛影像；
(4-3)所述的攝像機(jī)將車(chē)輛影像發(fā)送至所述的卡ロ服務(wù)器。在本發(fā)明的應(yīng)用中，本發(fā)明的道路信息采集的方法可用于對(duì)高速公路、交通卡ロ、或某些需要特殊管制的路段?？蓞⒖紙DI所示在道路的每個(gè)車(chē)道上放設(shè)置測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置，以20度到60度的角度迎著車(chē)到來(lái)的方向架設(shè)。測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置按照一定頻率(彡IKHz)向路面(距離25米左右)發(fā)射測(cè)距激光脈沖對(duì)通過(guò)該車(chē)道處的車(chē)輛進(jìn)行監(jiān)測(cè)，這樣能夠使200Km/h速度的車(chē)輛車(chē)身每5cm測(cè)ー個(gè)點(diǎn)，能保障對(duì)車(chē)輛輪廓的有效描繪。測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的激光米用大角度發(fā)射接收方式，在路面處形成一個(gè)2. 5mX Im左右的光斑,該光斑即為信息采集探測(cè)區(qū)域。當(dāng)車(chē)輛到來(lái)時(shí)，探測(cè)節(jié)點(diǎn)首先根據(jù)ー組距離變化判斷車(chē)輛到來(lái)，發(fā)射信號(hào)給其他的聯(lián)動(dòng)傳感裝置如攝像頭等發(fā)射ー個(gè)觸發(fā)脈沖，這個(gè)車(chē)輛到來(lái)時(shí)刻的響應(yīng)時(shí)間很短，在10個(gè)毫秒左右，當(dāng)車(chē)輛車(chē)牌進(jìn)入探測(cè)區(qū)域時(shí)，根據(jù)車(chē)牌距離的改變綜合一個(gè)車(chē)輛行進(jìn)速度在激光方向的分量考慮通過(guò)公式
τ, ΔΖ)V =-
AtcosO其中Θ為激光方向與路面的夾角，由此可以計(jì)算出車(chē)輛行進(jìn)的速度。當(dāng)車(chē)輛完整通過(guò)后，根據(jù)測(cè)距節(jié)點(diǎn)測(cè)量的距離變化綜合測(cè)量角度Θ和車(chē)輛速度V還原出車(chē)輛輪廓，車(chē)輛高度可以還原成h = H-Dsin Θ其中H為測(cè)距節(jié)點(diǎn)架設(shè)距離地面的高度，由此h值配合速度V可以描繪出車(chē)輛的輪廓特征，通過(guò)得到的車(chē)輛輪廓特征與樣本車(chē)輛外型特征進(jìn)行比對(duì)識(shí)別，從而得到所通過(guò)車(chē)輛的類(lèi)型。如圖5至圖9所示，依次為利用本發(fā)明的基于激光測(cè)距的道路信息采集節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)對(duì)小型轎車(chē)、出租車(chē)、貨柜車(chē)、卡車(chē)和攪拌車(chē)進(jìn)行掃描識(shí)別后產(chǎn)生的車(chē)輛輪廓特征效果圖，圖中橫坐標(biāo)50點(diǎn)/格，縱坐標(biāo)為O. 6m/格。利用該車(chē)輛輪廓特征圖與節(jié)點(diǎn)裝置內(nèi)預(yù)置的車(chē)型庫(kù)資料進(jìn)行比對(duì)，即可獲得確定的車(chē)輛類(lèi)型信息。本發(fā)明采用紅外光作為探測(cè)媒介，可不受環(huán)境光線的影響對(duì)交通信息進(jìn)行全天候的采集；也無(wú)需對(duì)路面進(jìn)行施工或者鋪設(shè)合作目標(biāo)，且與地感線圈相比，對(duì)車(chē)輛的到來(lái)時(shí)刻判別更加準(zhǔn)確；本發(fā)明的方法能實(shí)現(xiàn)單條車(chē)道車(chē)輛速度測(cè)量，減少了不同車(chē)道間車(chē)輛的干擾，避免了車(chē)輛信息的誤報(bào)與漏報(bào)，便于對(duì)車(chē)道的抓拍取證與辨別，且由于車(chē)輛速度作為參考量，對(duì)車(chē)型識(shí)別提供有效依據(jù)；且本發(fā)明只需要一個(gè)單ー傳感節(jié)點(diǎn)，就能夠?qū)Ρ姸嗟慕煌ㄐ畔⑦M(jìn)行探測(cè)，總體成本低廉，可適合高密度檢測(cè)點(diǎn)布設(shè)；前端交通信息節(jié)點(diǎn)具有智能化處理特點(diǎn)，能夠檢測(cè)出車(chē)輛速度、車(chē)型等基本信息，前端功能節(jié)點(diǎn)優(yōu)勢(shì)的基礎(chǔ)上，實(shí)現(xiàn)多節(jié)點(diǎn)聯(lián)網(wǎng)，從而能夠?qū)φ麄€(gè)道路的信息做出綜合分析。全部卡ロ傳感節(jié)點(diǎn)的車(chē)輛通過(guò)信息觸發(fā)計(jì)數(shù)、車(chē)輛速度、車(chē)輛類(lèi)型等信息傳到后臺(tái)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析可以得到整體路面的車(chē)流量、擁堵情況、車(chē)輛分布等信息，配合如攝像機(jī)等其他信息采集手段，可以對(duì)路面狀況有更加全面直觀的了解，為交通疏導(dǎo)、車(chē)輛監(jiān)管、信息發(fā)布等提供依據(jù)。采用了該發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，各節(jié)點(diǎn)裝置中的數(shù)據(jù)處理器能夠獲取距離傳感器測(cè)得的距離值，井根據(jù)距離值的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛速度測(cè)量、車(chē)輛行為觸發(fā)、車(chē)輛輪廓描繪、車(chē)流量統(tǒng)計(jì)等諸多功能，卡ロ服務(wù)器能夠根據(jù)各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息獲得道路信息，進(jìn)而進(jìn)行道路信息發(fā)布和道路監(jiān)管指令的發(fā)布，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中探測(cè)裝置布設(shè)繁瑣，采樣率低，無(wú)法有效辨識(shí)車(chē)型等缺點(diǎn)，且本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法應(yīng)用簡(jiǎn)便，成本低廉，應(yīng)用效果佳，應(yīng)用擴(kuò)展性好，應(yīng)用范圍也較為廣泛。在此說(shuō)明書(shū)中，本發(fā)明已參照其特定的實(shí)施例作了描述。但是，很 顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說(shuō)明書(shū)和附圖應(yīng)被認(rèn)為是說(shuō)明性的而非限制性的。
權(quán)利要求
1.一種基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，所述的系統(tǒng)包括多個(gè)激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置及連接所述各裝置的卡ロ服務(wù)器，所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置包括激光距離傳感器以及內(nèi)置于所述的激光距離傳感器的數(shù)據(jù)處理器，所述的激光距離傳感器為架設(shè)于道路上一個(gè)車(chē)道的上方的大角度激光收發(fā)距離傳感器，所述的數(shù)據(jù)處理器具有車(chē)輛信息識(shí)別模塊，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊的輸入端連接所述的激光距離傳感器，該車(chē)輛信息識(shí)別模塊的輸出端連接所述的卡ロ服務(wù)器，其特征在于，所述的方法包括以下步驟 (1)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的大角度激光收發(fā)距離傳感器對(duì)于所述車(chē)道上的固定位置進(jìn)行持續(xù)的激光測(cè)距； (2)所述的大角度激光收發(fā)距離傳感器將測(cè)得的距離值D發(fā)送至所述的數(shù)據(jù)處理器； (3)所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別； (4)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息識(shí)別模塊將所獲得的車(chē)輛信息發(fā)送卡ロ服務(wù)器； (5)所述的卡ロ服務(wù)器基于所獲得的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置車(chē)輛信息分析獲得道路信息； (6)所述的卡ロ服務(wù)器發(fā)布所述的道路信息，井根據(jù)所述的道路信息向外部道路監(jiān)管系統(tǒng)發(fā)布道路監(jiān)管指令。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在干，所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，具體為 車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的操作。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在于，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD對(duì)車(chē)流量進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的操作，具體為 當(dāng)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊判斷所述的距離值的變化量AD大于預(yù)設(shè)的變化量閾值吋，則計(jì)算車(chē)流量+1。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在于，所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，還包括 車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD確定車(chē)速的操作。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在于，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值的變化量AD確定車(chē)速的操作，具體為 所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊確定車(chē)輛速度V為At cos 0， 其中，t為時(shí)間，e為所述的大角度激光收發(fā)距離傳感器的激光發(fā)射方向與所在車(chē)道路面間的夾角。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在干，所述的數(shù)據(jù)處理器的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，還包括 車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D對(duì)車(chē)車(chē)型進(jìn)行識(shí)別的操作。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在干，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)獲得的距離值D對(duì)車(chē)車(chē)型進(jìn)行識(shí)別的操作，具體包括以下步驟 (3-1)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊基于所述的距離值的變化量AD執(zhí)行所述的確定車(chē)速的操作，獲得車(chē)輛速度V ; (3-2)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的距離值的變化量AD確定車(chē)輛高度h; (3-3)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛高度h和車(chē)輛速度V繪制車(chē)輛輪廓圖； (3-4)所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛輪廓圖識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在于，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的距離值的變化量△ D確定車(chē)輛高度h，具體為 所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊確定車(chē)輛高度h為 h = H-Dsin 0 , 其中，H為所述的激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置到其所在車(chē)道路面間的垂直距離。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在干，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊包括車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)，所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)所述的車(chē)輛輪廓圖識(shí)別車(chē)輛類(lèi)型，具體為 所述的車(chē)輛信息識(shí)別模塊根據(jù)將所述的車(chē)輛輪廓圖與所述的車(chē)型數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)的車(chē)型進(jìn)行比對(duì)，確定與該車(chē)輛輪廓圖相應(yīng)的車(chē)輛類(lèi)型。
10.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在于，所述的系統(tǒng)還包括多個(gè)攝像機(jī)，所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的數(shù)據(jù)處理器均連接ー個(gè)攝像機(jī)，所述的各攝像機(jī)也連接所述的卡ロ服務(wù)器，所述的方法在步驟(4)之后還包括以下步驟 (4-1)所述的各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息識(shí)別模塊向所述的攝像機(jī)發(fā)送觸發(fā)指令； (4-2)所述的攝像機(jī)在接收到觸發(fā)指令后，拍攝車(chē)輛影像； (4-3)所述的攝像機(jī)將車(chē)輛影像發(fā)送至所述的卡ロ服務(wù)器。
11.根據(jù)權(quán)利要求I所述的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，其特征在于，所述的道路信息包括道路車(chē)流量信息、擁堵情況信息和車(chē)輛分布信息。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，節(jié)點(diǎn)裝置激光測(cè)距采用有一定傾角的探測(cè)方式，內(nèi)置的數(shù)據(jù)處理器能根據(jù)距離值的相關(guān)信息對(duì)車(chē)輛信息進(jìn)行識(shí)別，從而實(shí)現(xiàn)車(chē)輛速度測(cè)量、車(chē)輛行為觸發(fā)、車(chē)輛輪廓描繪、車(chē)流量統(tǒng)計(jì)等諸多功能，卡口服務(wù)器能夠根據(jù)各激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)裝置的車(chē)輛信息獲得道路信息，進(jìn)而進(jìn)行道路服務(wù)信息和道路監(jiān)管指令的發(fā)布。采用本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法，能高效獲取道路信息，有效克服了現(xiàn)有技術(shù)中探測(cè)裝置布設(shè)繁瑣，采樣率低，無(wú)法有效辨識(shí)車(chē)型等缺點(diǎn)。且本發(fā)明的基于激光測(cè)距節(jié)點(diǎn)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)道路信息采集的方法應(yīng)用簡(jiǎn)便，成本低廉，應(yīng)用效果佳，應(yīng)用擴(kuò)展性好，應(yīng)用范圍也較為廣泛。
文檔編號(hào)G08G1/04GK102663893SQ201210111549
公開(kāi)日2012年9月12日 申請(qǐng)日期2012年4月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年4月16日
發(fā)明者吳軼軒, 李萬(wàn)才, 李震宇, 梅林 , 江洪, 沈冬青, 陳建永 申請(qǐng)人:公安部第三研究所