第2讲-交通信息采集技术(交通信息技术-林晓辉)

第二章交通信息采集技术2009年09月讲授人：林晓辉提纲2.1环形线圈感应式采集技术2.2视频采集检测技术2.3微波采集检测技术2.4其他交通信息检测技术交通信息采集与处理系统环形线圈人工报告视频检测红外检测微波检测环形线圈人工报告视频检测红外检测微波检测地面道路网络快速路网络交通信息融合交通状态估计与预测历史交通数据交通管制信息道路状况信息气象信息停车信息处理动态交通分配停车场信息增值服务Web发布VMS红外发布其他应用信息发布信息处理信息采集数据存档交通诱导信息停车信息GIS数据交通模型2.1环形线圈感应式采集技术一、特点：1）目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法。2）可获得交通流量、占有率、速度等数据。3）成本较低、准确率高。4）线圈一旦老化，维护较为困难。5）施工与维护时，需中断交通，开挖路面，破坏环境。2.1环形线圈感应式采集技术二、工作原理环形线圈馈线检测处理单元线圈检测系统图检测处理单元组成：1）中央处理器，2）检测卡。2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范1）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。建议采用1.0mm以上铁氟龙高温软导线。2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范2）线圈形状（1）矩形安装两条长与行车方向垂直，两端距道路边缘0.3m至1m宽为1m2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范2）线圈形状（2）倾斜45°安装长与行车方向成45度角，两端距道路边缘0.2m宽为0.8m2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范2）线圈形状(3)“8”字形安装适用于路面较宽（超6m）或滑动门检测，该形状可分散检测点，提高灵敏度。2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范3）线圈匝数线圈周长线圈匝数3米以下根据实际情况，保证电感值在100uH－200uH之间即可3—6米5-6匝6—10米4-5匝10--25米3匝25米以上2匝使检测器工作在最佳状态下，线圈的电感量应保持在100uH－300uH之间。2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范3）输出引线（1）引出电缆做成紧密双绞的形式，要求最少1米绞合20次。（2）输出引线长度一般不应超过5米。（1）未双绞的输出引线将会引入干扰使线圈电感值变得不稳定。（2）探测线圈的灵敏度随引线长的增加而降低。原因2.1环形线圈感应式采集技术三、线圈施工规范3）埋设方法（1）按规格，采用切路机在路面切出槽。槽宽4～8cm，深度30～50cm。（2）在四个角上进行45度倒角。（3）从线圈至路边切一条引线槽。（4）绕制线圈：绕线圈时必须将线圈拉直，但不要绷得太紧并紧贴槽底。（5）沿引线槽双绞引线至路边。（6）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圈的电感值，并确保线圈的电感值在100uH—300uH之间。2.1环形线圈感应式采集技术四、应用1）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计2）基于环形线圈的车辆识别分类3）基于环形线圈的车速估计2.1环形线圈感应式采集技术四、应用1）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计（1）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f。（2）车流量f与道路占有率O的关系：vtlf1002.1环形线圈感应式采集技术四、应用2）基于环形线圈的车辆识别分类（1）探测、获取车辆的某些特征信息。（2）采集各种车型对线圈的频率变化数据。（3）运用模式识别的方法对车辆进行准确的分类。2.1环形线圈感应式采集技术onoffttlv241321ttDttDv四、应用3）基于环形线圈的车速估计（1）单线圈车速估计（2）双线圈车速估计DOt1t2t3t4fT2.1环形线圈感应式采集技术五、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的流量、密度、速度、车头时距、占有率、车型、高峰小时系数、方向不均系数、车道不均系数、各车型比例等参数；能够对交通部列出的12种车型进行车型分类，准确率达到99％。2.1环形线圈感应式采集技术五、实例二：环线线圈在电子警察系统中的应用停车线1)无违法事件时，系统持续判断是否有车辆通过检测区域并监测信号灯状态。2)红灯亮且有车辆通过时（1）车辆进入线圈A,但未通过停车线（2）车辆离开线圈A（3）车辆进入线圈B（4）车辆离开线圈B2.2视频采集检测技术一、视频采集检测系统1）利用视频、计算机、通信等技术，实现对交通动态信息的采集。2）所采集的数据：流量、车速、车型分类、占有率、平均车距等。3）为信号控制、信息发布、交通诱导、指挥提供动态交通信息。2.2视频采集检测技术二、视频采集检测系统的组成摄像机图像数字化检测图像分区特征提取检测分类交通信息数据库车辆1）摄像机对车辆进行拍照；2）对图像进行存储并数字化；3）对图像进行分区，特征提取；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；5）在拍摄区域内跟踪所辨别的车辆。2.2视频采集检测技术三、视频检测系统的结构1）前端信息采集设备（1）摄像机（2）视频采集卡（3）工控机2）中央控制管理系统2.2视频采集检测技术四、视频检测系统的功能提供三类交通信息：1）实时交通数据：车速、车辆数、车身长度、车队长度。2）统计性交通数据：平均速度、车流量、道路占用率等。3）交通事故信息：停车、交通堵塞情况、等候车队长度。2.2视频采集检测技术五、视频检测技术的特点优点：1）安装、设置方便、不破坏路面、不中断交通2）可提供大量交通管理信息；3）单台摄像机和处理器可检测多车道。4）可判别交通异常、车辆违章、车牌号等缺点：1）大型车辆会遮挡随行的小型车辆；2）阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差；2.2视频采集检测技术六、视频检测技术的应用1）在交通动态信息采集中的应用2）在交通违章检测系统中的应用3）在交通信号控制系统中的应用4）在交通安全方面的应用2.3微波采集检测技术常用技术类型：1）雷达测速仪广泛应用于道路交通巡逻、车流速度检测。2）远程交通微波检测（RTMS）可实时、全天候的探测8条车道，收集各车道的车流量、道路占用率、平均速度等。2.3微波采集检测技术1）雷达测速仪基本原理：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，得到目标的速度。2.3微波采集检测技术2）远程交通微波检测器（1）工作原理：RTMS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，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。2.3微波采集检测技术2）远程交通微波检测器（2）功能和作用：a）精确检测车流量、速度、排队状况等信息。b）具有存储功能，可接入其他系统。c）检测时，不中断交通流。（3）特点：多道性、真实再现、全天候、准确性、升级性。（4）RTMS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，安装便捷，维护方便。2.4其他交通信息检测技术一、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；2）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，反射波被切断而检测到车辆。红外检测器还能采集车辆速度信息。2.4其他交通信息检测技术二、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。各种检测方式的比较技术优点缺点环形线圈检测1、线圈电子放大器已标准化；2、技术成熟、易于掌握；3、正常使用寿命长；4、性价比高；5、非常精确。1、安装或修理需中断交通。视频检测1、可为管理提供可视图像；2、可提供大量交通管理信息；3、单台摄像机和处理器可检测多车道。1、大型车辆会遮挡随行的小型车辆；2、阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差；3、检测精度较低。微波检测1、在恶劣气候下性能出色；2、可检测静止的车辆；3、可以侧向方式检测多车道。1、侧向方式速度检测不够准确；2、拥堵时流量检测不够准确。超声波检测1、全天候工作；2、可检测静止的车辆、车间距很小的车辆；3、体积小，易于安装。1、必须顶置，安装条件受到一定的限制；2、易受风速影响。红外线检测1、可检测车间距很小的车辆；2、体积小，安装方便。1、检测精度较低；2、易受到灰尘、冰、雾的影响。小结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做比较。下一节课内容：交通信息处理技术