第2講交通信息采集技術(shù)

1、知知 識識 回回 顧顧1 1、智能交通系統(tǒng)定義、特點(diǎn)、智能交通系統(tǒng)定義、特點(diǎn)2 2、交通信息源定義、分類、交通信息源定義、分類3 3、環(huán)形線圈檢測器工作原理、環(huán)形線圈檢測器工作原理4 4、環(huán)形線圈檢測器的應(yīng)用、環(huán)形線圈檢測器的應(yīng)用5 5、地磁感應(yīng)檢測器如何檢測車輛通過、地磁感應(yīng)檢測器如何檢測車輛通過6 6、地磁感應(yīng)檢測器能檢測哪些交通參數(shù)、地磁感應(yīng)檢測器能檢測哪些交通參數(shù)7 7、地磁感應(yīng)檢測器優(yōu)缺點(diǎn)、地磁感應(yīng)檢測器優(yōu)缺點(diǎn)本本 節(jié)節(jié) 提提 綱綱2.2 2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)2.3 2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)一、視頻采集檢測系統(tǒng)一、視

2、頻采集檢測系統(tǒng)1 1）利用視頻、計算機(jī)、）利用視頻、計算機(jī)、通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對通信等技術(shù)，實(shí)現(xiàn)對交通動態(tài)信息采集。交通動態(tài)信息采集。2 2）采集的數(shù)據(jù)：流量、）采集的數(shù)據(jù)：流量、車速、車型分類、占車速、車型分類、占有率、平均車距等。有率、平均車距等。3 3）為信號控制、信息發(fā)）為信號控制、信息發(fā)布、交通誘導(dǎo)、指揮布、交通誘導(dǎo)、指揮提供動態(tài)交通信息。提供動態(tài)交通信息。2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)一、視頻采集檢測系統(tǒng)一、視頻采集檢測系統(tǒng)2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)檢測車流量、車速、車型、車頭時距、占有率等數(shù)據(jù)2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采

3、集檢測技術(shù)一、視頻采集檢測系統(tǒng)一、視頻采集檢測系統(tǒng)二、基于視頻參數(shù)檢測方法二、基于視頻參數(shù)檢測方法1、虛擬線圈法、虛擬線圈法2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù) 視頻虛擬線圈檢測示意圖視頻虛擬線圈檢測示意圖2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)二、基于視頻參數(shù)檢測方法二、基于視頻參數(shù)檢測方法l以運(yùn)動物體為目標(biāo)，跟蹤每個運(yùn)動物體以運(yùn)動物體為目標(biāo)，跟蹤每個運(yùn)動物體在視頻圖像序列中的位置，進(jìn)而得到每在視頻圖像序列中的位置，進(jìn)而得到每個物體的運(yùn)動速度和運(yùn)動物體總數(shù)。個物體的運(yùn)動速度和運(yùn)動物體總數(shù)。l層次：圖像像素層、運(yùn)動點(diǎn)團(tuán)層、運(yùn)動層次：圖像像素層、運(yùn)動點(diǎn)團(tuán)層、運(yùn)動物體層

4、。物體層。l步驟：背景提取、運(yùn)動點(diǎn)團(tuán)提取、運(yùn)動步驟：背景提取、運(yùn)動點(diǎn)團(tuán)提取、運(yùn)動點(diǎn)團(tuán)位置提取、物體跟蹤。點(diǎn)團(tuán)位置提取、物體跟蹤。2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)二、基于視頻參數(shù)檢測方法二、基于視頻參數(shù)檢測方法2、運(yùn)動物體檢測與跟蹤法、運(yùn)動物體檢測與跟蹤法三、視頻采集檢測系統(tǒng)的組成三、視頻采集檢測系統(tǒng)的組成1 1）攝像機(jī)對車輛進(jìn)行拍照；）攝像機(jī)對車輛進(jìn)行拍照；2 2）對圖像進(jìn)行存儲并數(shù)字化；）對圖像進(jìn)行存儲并數(shù)字化；3 3）對圖像進(jìn)行分區(qū)，特征提?。唬D像進(jìn)行分區(qū)，特征提取；4 4）根據(jù)特征信息進(jìn)行車輛分類、統(tǒng)計，根據(jù)相鄰圖像計算車速；）根據(jù)特征信息進(jìn)行車輛分類、統(tǒng)計，根據(jù)

5、相鄰圖像計算車速；5 5）在拍攝區(qū)域內(nèi)跟蹤所辨別的車輛。）在拍攝區(qū)域內(nèi)跟蹤所辨別的車輛。2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)四、視頻檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)四、視頻檢測系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)五、視頻檢測系統(tǒng)的功能五、視頻檢測系統(tǒng)的功能提供三類交通信息：提供三類交通信息：1 1）實(shí)時交通數(shù)據(jù)：車速、車輛數(shù)、車身長度、車隊長度。）實(shí)時交通數(shù)據(jù)：車速、車輛數(shù)、車身長度、車隊長度。2 2）統(tǒng)計性交通數(shù)據(jù)：平均速度、車流量、道路占用率等。）統(tǒng)計性交通數(shù)據(jù)：平均速度、車流量、道路占用率等。3 3）交通事故信息：停車、交通堵塞情況、等候車隊長度。）交通事故信息：

6、停車、交通堵塞情況、等候車隊長度。2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)六、視頻檢測技術(shù)的特點(diǎn)六、視頻檢測技術(shù)的特點(diǎn)優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1 1）安裝、設(shè)置方便、不破壞路面、不中斷交通）安裝、設(shè)置方便、不破壞路面、不中斷交通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）單臺攝像機(jī)和處理器可檢測多車道。）單臺攝像機(jī)和處理器可檢測多車道。4 4）可判別交通異常、車輛違章、車牌號等）可判別交通異常、車輛違章、車牌號等缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1 1）大型車輛會遮擋隨行的小型車輛；）大型車輛會遮擋隨行的小型車輛； 2 2）陰影、積水反射或晝夜轉(zhuǎn)換可造成檢測誤差；）陰影、積水反射或晝夜轉(zhuǎn)換可造

7、成檢測誤差； 2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)應(yīng)用實(shí)例：局部增強(qiáng)對比應(yīng)用實(shí)例：局部增強(qiáng)對比2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)七、視頻檢測技術(shù)的應(yīng)用七、視頻檢測技術(shù)的應(yīng)用應(yīng)用實(shí)例：違法檢測應(yīng)用實(shí)例：違法檢測 判斷車輛右/左轉(zhuǎn)、逆向行駛、壓線、跨線、違反禁止線等違法行為。2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)七、視頻檢測技術(shù)的應(yīng)用七、視頻檢測技術(shù)的應(yīng)用 對圖像范圍進(jìn)行速度點(diǎn)位標(biāo)定，結(jié)合視頻分析車輛軌跡，測量車速。應(yīng)用實(shí)例：車速測量應(yīng)用實(shí)例：車速測量2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)通過L1和L2的標(biāo)定，確定車輛經(jīng)過的時間t，計算

8、車輛行駛速度v。應(yīng)用實(shí)例：車速測量應(yīng)用實(shí)例：車速測量2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù) 交通流量統(tǒng)計用于在高速公路或環(huán)線公路上監(jiān)視交通情況。應(yīng)用實(shí)例：交通流量應(yīng)用實(shí)例：交通流量2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計分析和可視化展示，以供管理和決策。應(yīng)用實(shí)例：交通流量應(yīng)用實(shí)例：交通流量2.2 固定式視頻采集檢測技術(shù)固定式視頻采集檢測技術(shù)一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù) 廣泛應(yīng)用于道路交通巡廣泛應(yīng)用于道路交通巡邏、車流速度檢測。邏、車流速度檢測。（1 1）多普勒效應(yīng)原理）多普勒效應(yīng)原理 無線波由頻

9、率和振幅構(gòu)成，它在進(jìn)行過程中與物體碰撞后會被反射，反射回來的波，其頻率和振幅隨物體的移動狀態(tài)而改變。當(dāng)物體朝著無線波發(fā)射方向前進(jìn)時，無線波被壓縮，頻率增大；當(dāng)物體朝著遠(yuǎn)離無線波發(fā)射方向行進(jìn)時，無線波頻率減少。一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)（2 2）雷達(dá)測速原理：）雷達(dá)測速原理： 把雷達(dá)波發(fā)射到一個移動的物體上，根據(jù)反射回來的與 目標(biāo)速度成比例的雷達(dá)信號，由測速儀內(nèi)部的線圈將該信號 進(jìn)行處理，得到一個頻率變化，通過數(shù)字信號處理技術(shù)處理 后，得到目標(biāo)的速度。 一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢

10、測技術(shù)（3 3）雷達(dá)測速儀的發(fā)射頻率）雷達(dá)測速儀的發(fā)射頻率 根據(jù)國際航空通訊法令的規(guī)范，主要分為以下幾個波段：lS波段：2.445GHzlX波段：10.525GHzlK波段：24.150GHzlKa波段：33.40-36.00GHz我國目前生產(chǎn)的雷達(dá)測速儀主要采用我國目前生產(chǎn)的雷達(dá)測速儀主要采用X X和和K K波段波段。一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)（4 4）速度測量計算原理）速度測量計算原理 根據(jù)多普勒效應(yīng)，發(fā)射波遇到運(yùn)動物體返回時的頻率0002fcvff0002fcvfffddffcv02TNfcv02一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2

11、.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)（5 5）雷達(dá)測速的應(yīng)用）雷達(dá)測速的應(yīng)用- -區(qū)間測速電子警察系統(tǒng)（電子眼）區(qū)間測速電子警察系統(tǒng)（電子眼）l 組成 雷達(dá)測試儀、攝像機(jī)、紅外燈合作，對超速車輛進(jìn)行抓拍。l 安裝方式 背向就是雷達(dá)波和攝像機(jī)方向和汽車行進(jìn)方向一致，車輛超速時攝像機(jī)拍攝車輛的后車牌。 正向就是雷達(dá)波和攝像機(jī)方向和汽車行進(jìn)方向相反，車輛超速時攝像機(jī)拍攝車輛的前車牌。 一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)（6 6）反雷達(dá)測速設(shè)備）反雷達(dá)測速設(shè)備1）普通雷達(dá)探測器 探測雷達(dá)各波段，以便提醒車主注意車速。 雷達(dá)探測

12、器屬于合法產(chǎn)品，成本8005000左右。 低端探測器只能檢測一個頻段、感應(yīng)距離大概200左右；高端 探測器可檢測多個頻段，感應(yīng)距離大概1公里左右。一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)使用注意事項： 探測器必須放在正確位置，才能發(fā)揮最大的效用； 前擋風(fēng)玻璃貼了金屬防暴隔熱膜（或自帶防暴功能）的車子將會影響探測器反應(yīng)距離； 嚴(yán)禁兩臺探測器共同使用； 市區(qū)雜波干擾。一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)2）電子狗 接收無線信號后，發(fā)出警告。 屬于非法產(chǎn)品。 價格便宜，250500元。 原理：生產(chǎn)電子

13、狗的廠家，在有電子眼的地方，偷藏了一個無線電發(fā)射器，它針對所在路線的特點(diǎn)，發(fā)射含有信息代碼的無線電信號,汽車開近此地，接收器收到發(fā)射器的無線電信號，解碼出報警類型，發(fā)聲芯片發(fā)出語音報警，如此段限速，此段單向，此路口有電子眼等。 一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)電子狗的缺陷： 由于靠接收無線電波而發(fā)出報警，容易受到干擾； 電子狗網(wǎng)絡(luò)無法保證； a）非法產(chǎn)品，交警部門將逐步打擊。 b）發(fā)射器使用干電池，無法保證長期可用。 c）經(jīng)驗?zāi)Ｊ綄?dǎo)致網(wǎng)絡(luò)難以保證。 一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)3

14、 3）GPSGPS雷達(dá)探測器雷達(dá)探測器 工作原理：通過在地圖上增加監(jiān)測點(diǎn)地標(biāo)結(jié)合GPS本身的即時 定位功能來即時報警。 特點(diǎn)：（1）能做測速雷達(dá)警報，也可以做紅綠燈電子眼警告； （2）交管系統(tǒng)增加一處電子眼，只需更新地圖，成本低、 響應(yīng)快； （3）可判別電子眼方向，減少誤報； （4）可設(shè)定報警提前量，或車并未超速時，可不予報警。 一、雷達(dá)測速儀一、雷達(dá)測速儀2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)二、遠(yuǎn)程交通微波檢測器二、遠(yuǎn)程交通微波檢測器微波檢測器示意圖2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù) 可實(shí)時、全天候的探測可實(shí)時、全天候的探測8 8條車道，收集

15、各車條車道，收集各車道的車流量、道路占用率、平均速度等。道的車流量、道路占用率、平均速度等。二、遠(yuǎn)程交通微波檢測器二、遠(yuǎn)程交通微波檢測器 （1 1）工作原理：）工作原理：RTMSRTMS向行駛的車輛發(fā)射調(diào)頻微波，波束被行向行駛的車輛發(fā)射調(diào)頻微波，波束被行駛的車輛阻擋而發(fā)生反射，反射波通過多普勒效應(yīng)使頻率發(fā)生駛的車輛阻擋而發(fā)生反射，反射波通過多普勒效應(yīng)使頻率發(fā)生偏移，根據(jù)頻率偏移可檢測出有車輛通過，經(jīng)過接收、處理、偏移，根據(jù)頻率偏移可檢測出有車輛通過，經(jīng)過接收、處理、放大后輸出檢測信號，從而達(dá)到檢測交通信號的目的。放大后輸出檢測信號，從而達(dá)到檢測交通信號的目的。2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)

16、固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù) （2）功能和作用： 精確檢測車流量、速度、排隊狀況等信息。 具有存儲功能，可接入其他系統(tǒng)。 檢測時，不中斷交通流。 特點(diǎn)：多道性、真實(shí)再現(xiàn)、全天候、準(zhǔn)確性、升級性。 （3）RTMS與感應(yīng)線圈相比的優(yōu)勢 更換不影響交通，可同時檢測多條車道，對路面要求不 高，安裝便捷，維護(hù)方便。 二、遠(yuǎn)程交通微波檢測器二、遠(yuǎn)程交通微波檢測器2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)1 1、紅外線、紅外線 紅外線也稱紅外輻射，它是一種不可見光， 由于是位于可見光中紅色光以外的光線，故稱紅外線。它的波長范圍大致在0.761000m，紅外線在電磁波譜中的位置如圖所示。工程上

17、又把紅外線所占據(jù)的波段分為四部分， 即近紅外、中紅外、遠(yuǎn)紅外和極遠(yuǎn)紅外。10 910 710 510 310 11010 110102103104 / m / cm / m宇 宙 射 線射 線X 射 線紫外線可見光紅 外 線微 波無 線 電 波極 遠(yuǎn) 紅 外211815129630遠(yuǎn) 紅 外中 紅 外近 紅 外 / m三、紅外線傳感器三、紅外線傳感器2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)2 2、紅外傳感器分類、紅外傳感器分類（1）主動式紅外傳感器 有發(fā)射和接收兩套光學(xué)系統(tǒng)。激光二極管光譜波長為0.85m，發(fā)射低能紅外線照射探測區(qū)域，并經(jīng)車輛反射或散射返回傳感器。 使用可調(diào)

18、發(fā)光二極管的主動式紅外傳感器，可測 量車速和進(jìn)入高速公路曲線型較差的高大貨車的高度。（2）被動式紅外傳感器 接收來自兩個來源的紅外線：檢測范圍內(nèi)的車輛、 路面及其他物體自身散發(fā)的紅外線和他們反射的來自 太陽的紅外線。三、紅外線傳感器三、紅外線傳感器2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)3 3、主動式紅外激光傳感器、主動式紅外激光傳感器 （1）測量車輛的速度Tdv（2）車型分類 布置在車道兩側(cè)的紅外陣列檢測器，取得車輛側(cè)面的幾何輪廓特征，再通過計算機(jī)處理得出車輛類型。系統(tǒng)中，采用一對水平和垂直的紅外探測檢測桿，采集車輛的側(cè)面幾何數(shù)據(jù)，然后通過這些數(shù)據(jù)與車型數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)比較后

19、判斷出車型，從而實(shí)現(xiàn)車型的自動分類。三、紅外線傳感器三、紅外線傳感器2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)4 4、被動式傳感器、被動式傳感器（1 1）無生成圖像的被動式紅外傳感器）無生成圖像的被動式紅外傳感器 在其光學(xué)系統(tǒng)的焦面上裝有一個或多個紅外線 光敏探測單元，由它們采集來自外部的紅外線光能。 只有一個探測區(qū)域的傳感器可以測量流量及道 路占有率；具有多個探測區(qū)域的傳感器可以測量車 速和車輛長度。（2 2）可生成圖像的被動式傳感器）可生成圖像的被動式傳感器 可以得到探測區(qū)域的圖像，并可以轉(zhuǎn)換為視頻。三、紅外線傳感器三、紅外線傳感器2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式

20、波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)四、超聲波雷達(dá)四、超聲波雷達(dá) l 超聲波傳感器可提供車輛計數(shù)、出現(xiàn)及道路占有 率等交通信息。l 該檢測方法性價比比較高，不需破壞路面，也不 受路面變形的影響，而且使用壽命長。2.3 固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)固定式波頻交通參數(shù)檢測技術(shù)小小 結(jié)結(jié) 1 1、交通信息采集技術(shù)都有哪些？、交通信息采集技術(shù)都有哪些？2 2、視頻采集系統(tǒng)的組成及功能。、視頻采集系統(tǒng)的組成及功能。3 3、視頻采集系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。、視頻采集系統(tǒng)的優(yōu)缺點(diǎn)。4 4、視頻采集系統(tǒng)的應(yīng)用。、視頻采集系統(tǒng)的應(yīng)用。5 5、雷達(dá)測速儀原理、雷達(dá)測速儀原理? ?6 6、反雷達(dá)測速設(shè)備有哪些？反雷達(dá)測速設(shè)備有哪些？7 7、遠(yuǎn)程微波檢測器工作原理、遠(yuǎn)程微波檢測器工作原理? ?8 8、遠(yuǎn)程微波檢測器功能作用遠(yuǎn)程微波檢測器功能作用? ?討討 論論 新修訂的新修訂的道路交通安全違法行為處理程序規(guī)定道路交通安全違法行為處理程序規(guī)定已于已于20092009年年4 4月月1 1日正式實(shí)施，其中新規(guī)定明確要求固定日正式實(shí)施，其中新規(guī)定明確要求固定電子眼設(shè)置地點(diǎn)要對社會公布。電子眼設(shè)置地點(diǎn)要對社會