專利名稱：一種密集交通流信息采集系統(tǒng)及方法、裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及交通運輸領(lǐng)域，特別涉及一種密集交通流信息采集系統(tǒng)及方法、裝置。
背景技術(shù)：
隨著我國經(jīng)濟建設(shè)的蓬勃發(fā)展，城市的人口和機動車擁有量也在急劇增長，交通 流量日益加大，交通擁擠堵塞現(xiàn)象日趨嚴重，交通事故時有發(fā)生。交通問題已經(jīng)成為城市管 理工作中的重大社會問題，阻礙和制約著城市經(jīng)濟建設(shè)的發(fā)展。因此，深入研究解決城市交 通問題有著極為重要的現(xiàn)實意義。要解決城市交通問題，就必須準確掌握交通信息。目前 常見的車輛行駛速度及流量測量裝置一般都采用線圈、微波探測和視頻探測的測量手段， 通過邏輯運算獲得車輛行駛速度。在實現(xiàn)本發(fā)明的過程中，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有技術(shù)至少存在以下問題利用線圈車輛檢測器測速具有較高的測量精度，但是無法有效區(qū)分車輛跨車道行 駛時的通過狀態(tài)，流量精度較差，且無法移動使用；微波法和視頻法測量車輛速度及流量 時，如遇到車輛在測試方向上相互遮擋的情況，則部分車速及流量數(shù)據(jù)會丟失，在密集交通 流情況下其影響尤其顯著，特別是視頻法測量車輛行駛速度及流量時會受到車輛影子的影 響，降低測速精度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明實施例提供了一種密集交通流信息采集 系統(tǒng)及方法、裝置。所述技術(shù)方案如下一種密集交通流信息采集系統(tǒng)，所述系統(tǒng)由多通道激光測試器、路面壓電傳感器、 數(shù)據(jù)采集處理器組成；其中，所述多通道激光測試器，由兩套激光探測器組成，所述每套激 光探測器包括上下兩組激光測量傳感器，上方激光測量傳感器為對射式激光傳感器，下方 激光測量傳感器為反射式激光傳感器；所述路面壓電傳感器，由約定個獨立的壓電傳感器 單元組成；所述兩套激光探測器通過信號線與所述數(shù)據(jù)采集處理器相連接，當發(fā)生車身和車 輪遮擋、消除遮擋時，所述兩套激光探測器通過信號線發(fā)送相應(yīng)的信號給所述數(shù)據(jù)采集處 理器；所述路面壓電傳感器通過信號線與所述數(shù)據(jù)采集處理器相連接，并在所述路面壓 電傳感器中的所述壓電傳感器單元監(jiān)測到壓力時，通過信號線發(fā)送信號給所述數(shù)據(jù)采集處理器。進一步地，所述兩套激光探測器沿道路以1米間距布設(shè)，并且所述對射式激光傳 感器中的激光發(fā)射器和激光接收器分別布設(shè)于道路的兩側(cè)，布設(shè)時保證所述激光接收器能 夠接收到所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光，所述每套激光探測器中包括兩個反射式激光傳感器 并分別布設(shè)于道路的兩側(cè)，所述路面壓電傳感器布設(shè)于所述兩套激光探測器之間的道路 上。
進一步地，所述約定個獨立的壓電傳感器單元沿路面截面方向無搭接進行布設(shè)， 并且單個壓電傳感器單元的有效探測范圍不超過0.5米，所述單個壓電傳感器單元之間布 設(shè)間距小于0.1米?；谏鲜龅囊环N密集交通流信息采集系統(tǒng)，本發(fā)明提供了一種密集交通流信息采 集的方法，所述方法包括在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離開所述兩套激光探測 器的時間間隔內(nèi)，獲取車身運行速度和各組車輪的運行速度；將所述車身運行速度與所述各組車輪的運行速度進行比較，判斷在所述時間間隔 內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況；如果為同一輛車，則將所述車身運行速度或所述各組車輪的運行速度作為車輛運 行速度輸出，并將當前被監(jiān)測道路的交通量遞增1 ；如果為前車通過，則根據(jù)所述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出車輛運行速度，所 述當前被監(jiān)測道路的交通量不變；如果為多車道車輛遮擋，則根據(jù)所述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出各個車輛運 行速度，獲取路面壓電傳感器的信號，并根據(jù)所述路面壓電傳感器的信號判斷所述各個車 輛所屬的車道，并將所述車道的交通量遞增1，其中，所述當前被監(jiān)測道路的各個車道的當 前交通量遞增量的總和即為所述當前被監(jiān)測道路的交通量遞增量。進一步地，在所述在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離開 所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取車身運行速度，具體包括分別獲取所述兩套激光探測器上方布設(shè)的激光光源被車身遮擋與遮擋消除的時 刻；計算所述車身運行速度，表達式為
權(quán)利要求
1.一種密集交通流信息采集系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)由多通道激光測試器、路面壓 電傳感器、數(shù)據(jù)采集處理器組成；其中，所述多通道激光測試器，由兩套激光探測器組成，所 述每套激光探測器包括上下兩組激光測量傳感器，上方激光測量傳感器為對射式激光傳感 器，下方激光測量傳感器為反射式激光傳感器；所述路面壓電傳感器，由約定個獨立的壓電 傳感器單元組成；所述兩套激光探測器通過信號線與所述數(shù)據(jù)采集處理器相連接，當發(fā)生車身和車輪 遮擋、消除遮擋時，所述兩套激光探測器通過信號線發(fā)送相應(yīng)的信號給所述數(shù)據(jù)采集處理 器；所述路面壓電傳感器通過信號線與所述數(shù)據(jù)采集處理器相連接，并在所述路面壓電 傳感器中的所述壓電傳感器單元監(jiān)測到壓力時，通過信號線發(fā)送信號給所述數(shù)據(jù)采集處理ο
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述兩套激光探測器沿道路以1米間距布 設(shè)，并且所述對射式激光傳感器中的激光發(fā)射器和激光接收器分別布設(shè)于道路的兩側(cè)，布 設(shè)時保證所述激光接收器能夠接收到所述激光發(fā)射器發(fā)射的激光，所述每套激光探測器中 包括兩個反射式激光傳感器并分別布設(shè)于道路的兩側(cè)，所述路面壓電傳感器布設(shè)于所述兩 套激光探測器之間的道路上。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述約定個獨立的壓電傳感器單元沿路 面截面方向無搭接進行布設(shè)，并且單個壓電傳感器單元的有效探測范圍不超過0. 5米，所 述單個壓電傳感器單元之間布設(shè)間距小于0. 1米。
4.基于權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的一種密集交通流信息采集方法，其特征在于，所述方 法包括在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離開所述兩套激光探測器的 時間間隔內(nèi)，獲取車身運行速度和各組車輪的運行速度；將所述車身運行速度與所述各組車輪的運行速度進行比較，判斷在所述時間間隔內(nèi)在 所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況；如果為同一輛車，則將所述車身運行速度或所述各組車輪的運行速度作為車輛運行速 度輸出，并將當前被監(jiān)測道路的交通量遞增1 ；如果為前車通過，則根據(jù)所述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出車輛運行速度，所述當 前被監(jiān)測道路的交通量不變；如果為多車道車輛遮擋，則根據(jù)所述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出各個車輛運行速 度，獲取路面壓電傳感器的信號，并根據(jù)所述路面壓電傳感器的信號判斷所述各個車輛所 屬的車道，并將所述車道的交通量遞增1，其中，所述當前被監(jiān)測道路的各個車道的當前交 通量遞增量的總和即為所述當前被監(jiān)測道路的交通量遞增量。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在所述在兩套激光探測器之間的測量范 圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離開所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取車身運行速度，具體 包括分別獲取所述兩套激光探測器上方布設(shè)的激光光源被車身遮擋與遮擋消除的時刻；計算所述車身運行速度，表達式為
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在 每次車身遮擋與離開所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取各組車輪運行速度，具體包 括分別獲取所述各組車輪遮擋與離開所述兩套激光探測器下方分設(shè)于道路左右兩側(cè)的 反射式激光傳感器的時刻；根據(jù)所述左側(cè)反射式激光傳感器獲取的各時刻，計算所述各組車輪中左側(cè)車輪的運行 速度，表達式為
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述將所述車身運行速度與所述各組車 輪的運行速度進行比較，判斷在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況，具體包括比較所述車身運行速度與所述各組車輪的運行速度；如果所述車身運行速度與所述各組車輪的運行速度均相同，則在所述時間間隔內(nèi)在所 述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況為同一輛車；如果所述車身運行速度與所述各組車輪中至少一個車輪的運行速度不相同，則分別比 較所述各組車輪中左側(cè)車輪與右側(cè)車輪的運行速度；如果所述各組車輪中當前組車輪的左側(cè)車輪和右側(cè)車輪的運行速度不相同，且所述當 前組車輪中左側(cè)車輪和所述當前組的下一組車輪中左側(cè)車輪的速度相同，則在所述時間間 隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況為多車道車輛遮擋；如果所述各組車輪中當前組車輪的左側(cè)車輪和右側(cè)車輪的運行速度不相同，且所述當 前組車輪中左側(cè)車輪和所述當前組的下一組車輪中左側(cè)車輪的速度不相同，則所述時間間 隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況為前車通過。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，如果為前車通過，則根據(jù)所述各組車輪中 相應(yīng)的車輪速度輸出車輛運行速度，具體包括如果為前車通過，則將所述當前組車輪的左側(cè)車輪的運行速度作為車輛速度輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，如果為多車道車輛遮擋，則根據(jù)所述各組 車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出各車輛運行速度，具體包括如果為多車道車輛遮擋，則將所述當前組車輪的左側(cè)車輪和右側(cè)車輪的運行速度作為 各車輛運行速度輸出。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，根據(jù)所述路面壓電傳感器的信號判斷車 輛所屬的車道，并將所述車道的交通量遞增1，具體包括獲取路面壓電傳感器的信號，判斷是否存在跨車道；如果是，則根據(jù)所述各個車輛運行軌跡判斷所述各個車輛在車道內(nèi)所占面積的大小， 選擇所述各個車輛占面積大的車道作為所述各個車輛所在的車道，并將所述車道的交通量 遞增1，所述當前被監(jiān)測道路的各個車道的當前交通量遞增量的總和即為所述當前被監(jiān)測 道路的交通量遞增量；如果不是，將所述各個車輛所在的車道的交通量遞增1，所述當前被監(jiān)測道路的各個車 道的當前交通量遞增量的總和即為所述當前被監(jiān)測道路的交通量遞增量。
11.基于權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)的一種密集交通流信息采集裝置，其特征在于，所述裝 置包括獲取模塊，用于在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離開所述兩 套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取車身運行速度和各組車輪的運行速度；判斷模塊，用于比較所述獲取模塊獲取的所述車身運行速度與所述各組車輪的運行速 度，并判斷在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況；第一處理模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述車輛通過情況為同一輛車時，將所述 車身運行速度或所述各組車輪的運行速度作為車輛運行速度輸出，并將當前被監(jiān)測道路的 交通量遞增1 ；第二處理模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述車輛通過情況為前車通過時，根據(jù)所 述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出車輛運行速度，所述當前被監(jiān)測道路的交通量不變；第三處理模塊，用于在所述判斷模塊判斷出所述車輛通過情況為多車道車輛遮擋時， 根據(jù)所述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出各個車輛運行速度，獲取路面壓電傳感器的信 號，并根據(jù)所述路面壓電傳感器的信號判斷所述各個車輛所屬的車道，并將所述車道的交 通量遞增1，其中，所述當前被監(jiān)測道路的各個車道的當前交通量遞增量的總和即為所述當 前被監(jiān)測道路的交通量遞增量。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊，具體包括 車輪速度獲取單元，用于所述在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋 與離開所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取各組車輪的運行速度；車身速度獲取單元，用于在所述在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮 擋與離開所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，分別獲取所述兩套激光探測器上方布設(shè)的激 光光源被車身遮擋與遮擋消除的時刻，并計算所述車身運行速度，所述計算所述車身運行 速度的表
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述獲取模塊，具體包括 車身速度獲取單元，用于在所述在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮 擋與離開所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取車身的運行速度；車輪速度獲取單元，用于在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離 開所述兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，分別獲取所述各組車輪遮擋與離開所述兩套激光探 測器下方分設(shè)于道路左右兩側(cè)的反射式激光傳感器的時刻，根據(jù)所述左側(cè)反射式激光傳感 器獲取的各時刻，計算所述各組車輪中左側(cè)車輪的運行速度，所述計算所述各組車輪中左 側(cè)車輪的運行速度的表達式為
14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述判斷模塊，具體包括 第一比較單元，用于比較所述車身運行速度與所述各組車輪的運行速度；第一輸出單元，用于在所述第一比較單元在比較得出所述車身運行速度與所述各組車 輪的運行速度均相同時，輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況為同一 輛車；第二比較單元，用于在所述第一比較單元比較得出所述車身運行速度與所述各組車輪 中至少一個車輪的運行速度不相同時，分別比較所述各組車輪中左側(cè)車輪與右側(cè)車輪的運 行速度；第二輸出單元，用于在所述第二比較單元比較得出所述各組車輪中當前組車輪的左側(cè) 車輪和右側(cè)車輪的運行速度不相同，且所述當前組車輪中左側(cè)車輪和所述當前組的下一組 車輪中左側(cè)車輪的速度相同時，輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情況 為多車道車輛遮擋；第三輸出單元，用于在所述第二比較單元比較得出所述各組車輪中當前組車輪的左側(cè) 車輪和右側(cè)車輪的運行速度不相同，且所述當前組車輪中左側(cè)車輪和所述當前組的下一組 車輪中左側(cè)車輪的速度不相同時，輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范圍內(nèi)的車輛通過情 況為前車通過。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述第二處理模塊，具體包括第一車輛速度輸出單元，用于在所述第三輸出單元輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量 范圍內(nèi)的車輛通過情況為前車通過時，將所述當前組車輪的左側(cè)車輪的運行速度作為車輛 速度輸出；第一交通量輸出單元，用于在所述第三輸出單元輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范 圍內(nèi)的車輛通過情況為前車通過時，輸出所述當前被監(jiān)測道路的交通量不變。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的裝置，其特征在于，所述第三處理模塊，具體包括第二車輛速度輸出單元，用于在所述第二輸出單元輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量 范圍內(nèi)的車輛通過情況為多車道車輛遮擋時，將所述當前組車輪的左側(cè)車輪和右側(cè)車輪的 運行速度作為各車輛運行速度輸出；第二交通量輸出單元，用于在所述第二輸出單元輸出在所述時間間隔內(nèi)在所述測量范 圍內(nèi)的車輛通過情況為多車道車輛遮擋時，獲取路面壓電傳感器的信號，并根據(jù)所述路面壓電傳感器的信號判斷車輛所屬的車道，并將所述車道的交通量遞增1，其中，所述當前被 監(jiān)測道路的各個車道的當前交通量遞增量的總和即為所述當前被監(jiān)測道路的交通量遞增量。
17.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述第三處理模塊，具體包括 第三車輛速度輸出單元，用于在所述判斷模塊判斷出所述車輛通過情況為多車道車輛 遮擋時，根據(jù)所述各組車輪中相應(yīng)的車輪速度輸出各車輛運行速度；跨車道判斷單元，用于在所述判斷模塊判斷出所述車輛通過情況為多車道車輛遮擋 時，獲取所述路面壓電傳感器的信號，判斷是否存在跨車道；第三交通量輸出單元，用于在所述跨車道判斷單元判斷得出存在跨車道時，根據(jù)所述 各個車輛運行軌跡判斷所述各個車輛在車道內(nèi)所占面積的大小，選擇所述各個車輛占面積 大的車道作為所述各個車輛所在的車道，并將所述車道的交通量遞增1，所述當前被監(jiān)測道 路的各個車道的當前交通量遞增量的總和即為所述當前被監(jiān)測道路的交通量遞增量；第四交通量輸出單元，用于在所述跨車道判斷單元判斷得出不存在跨車道時，將所述 各個車輛所在的車道的交通量遞增1，所述當前被監(jiān)測道路的各個車道的當前交通量遞增 量的總和即為所述當前被監(jiān)測道路的交通量遞增量。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種密集交通流信息采集系統(tǒng)及方法、裝置，屬于交通運輸領(lǐng)域。本發(fā)明通過在兩套激光探測器之間的測量范圍內(nèi)，在每次車身遮擋與離開兩套激光探測器的時間間隔內(nèi)，獲取車身運行速度和各組車輪的運行速度，并比較車身運行速度和各組車輪的運行速度，對被監(jiān)測道路的交通量和車速進行獲取，能夠提高交通信息的測量準確性，辨別車輛遮擋和跨車道行駛情況，提高了測量精度。
文檔編號G08G1/04GK102063795SQ201010622269
公開日2011年5月18日 申請日期2010年12月27日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月27日
發(fā)明者于江浩, 劉玉新, 包左軍, 孫岳, 張智勇, 朱立偉, 李洪琴, 楊勇 申請人:交通運輸部公路科學(xué)研究所, 北京中交華安科技有限公司