[发明专利]一种交通信息采集装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及城市道路交通信息采集与应用领域，特别是一种基于无线视频传感网的交通信息采集装置及方法。

背景技术

交通信号控制机需要根据相邻几个路口范围内的交通信息预测各方向车辆的到达情况，以优化各个相位的放行时间。交通信号控制器对这些信息的实时性要求较高，并且这些信息一般无法通过单个采集节点设备获得。目前应用的交通信息采集装置一般是以单点方式工作的，节点设备之间互相独立，每个节点设备独立地分析采集范围内的交通流信息，节点设备本身不能将局部信息合成更大范围内的信息。专利“车流量线圈检测系统及其方法”(申请号：200510110607.6)和专利“公路网交通信息采集统计系统”(申请号：200610048247.6)，可以将单个节点设备采集的信息合成大范围内的交通信息，但需要各个节点设备将局部信息通过GPRS网络发送到处理中心，由处理中心统一进行处理。这样做需要建设统一的处理中心，增加了实施的难度，还会带来网络通信和信息处理的延时，影响信息的实时性。

因此，需要采集交通信息的节点设备间有更加灵活的组网方式，以满足交通信号控制机对一定区域范围内交通信息的实时性要求。另外，交通路网的范围很广，如果节点设备之间采用有线通信方式的话，不但网络结构不灵活，系统不容易扩展，而且通信线路的铺设也需要额外的工程量，影响正常的交通流。

发明内容

为了解决现有技术的节点设备覆盖范围小，整体信息的实时性差，网络结构不灵活，系统不容易扩展的问题，本发明的目的是提出了一种基于无线视频传感网的交通信息采集装置。

本发明的装置由基于视频的多个交通信息的采集节点设备组成，这些节点设备依次安装在道路一侧，用于采集道路上的双向交通流的信息；相邻的节点设备之间以无线方式进行通信，可以构成无线传感网；相邻节点设备的视野之间具有覆盖的重叠区域，用于提供相邻节点设备间协作的时间和空间。

本发明装置的节点设备包括：一视频采集模块具有一数据端与处理模块连接，用于采集道路上的交通流视频；一无线通讯模块，具有一数据端和控制端分别与处理模块连接，其用于和相邻节点设备进行通信，获取其它节点设备采集的交通信息，并将本节点设备采集的交通信息发给其它节点；一处理模块，具有两数据端和一控制端，用于处理采集的交通流视频，并结合相邻节点设备的采集结果，提取交通信息。

节点设备的视频处理板采用TMS320DM642处理器芯片；节点设备的无线通讯模块支持Zigbee通信协议，节点设备之间可以构成无线传感网。

本发明的装置采集交通信息的方法是通过相邻节点设备的交通信息合成，最下游节点可以得到整体范围内的交通信息。本发明的装置采集的交通信息包括道路的流量、占有率、平均速度和车辆的运动轨迹。

本发明的装置采集道路流量、占有率、平均速度的方法是，在每个采集周期，节点设备依次执行以下步骤：

步骤301：通过无线通讯模块和上游节点设备进行通信，获取上游节点设备采集的道路流量、占有率和平均速度交通信息A；

步骤302：分析处理视频采集模块采集的交通流视频，提取节点设备视野范围内的道路流量、占有率和平均速度交通信息B；

步骤303：将交通信息A和交通信息B合成，生成交通信息的合成结果C；

步骤304：判断当前节点是否有下游节点，如果当前节点有下游节点设备，则执行步骤305；如果当前节点没有下游节点设备，则交通信息的合成结果C就是最终的整体范围内的交通信息，节点设备结束本周期采集道路流量、占有率、平均速度的工作；

步骤305：将交通信息的合成结果C发送给下游节点设备，节点设备结束本周期采集道路流量、占有率、平均速度的工作。

本发明的装置采集车辆运动轨迹的方法是，节点设备依次执行以下步骤：

步骤501：从上游节点设备获取跟踪车辆v的运动轨迹D和特征信息E；

步骤502：根据特征信息E在视野范围内定位车辆v；

步骤503：在视野范围内采集车辆v的运动轨迹，并将其加入运动轨迹D，得到新的运动轨迹D′；

步骤504：判断当前节点设备是否有下游节点设备，如果有下游节点设备，执行步骤505，如果没有下游节点设备，运动轨迹D′就是最终的运动轨迹，节点设备结束采集车辆运动轨迹的工作；

步骤505：更新车辆的特征信息E，得到特征信息E′，将运动轨迹D′和特征信息E′发给下游节点，节点设备结束采集车辆运动轨迹的工作。