[发明专利]一种基于巡检机器人的隧道车流量监测系统及其方法

权利要求书

1.一种基于巡检机器人的隧道车流量监测系统，其特征在于：包括巡检机器人、巡检轨道、边缘计算网关以及监控中心，所述的巡检机器人设置于巡检轨道顶端，巡检机器人面向车辆通行的一侧设置有车辆视频采集单元，且巡检机器人与边缘计算网关通信连接，所述的巡检轨道设置于隧道内部一侧，所述的边缘计算网关设置于隧道内部顶端，且边缘计算网关与监控中心通信连接。

2.根据权利要求1所述的基于巡检机器人的隧道车流量监测系统，其特征在于：所述的巡检机器人包括本体、设置于本体底端的移动单元、设置于本体面向车辆通行的一侧的车辆视频采集单元、设置于本体一端的轨道视频采集单元以及设置于本体内部的机器人主控单元和可充电电池，所述的机器人主控单元分别与移动单元、车辆视频采集单元以及轨道视频采集单元电性连接，且机器人主控单元与边缘计算网关通信连接，所述的移动单元设置于巡检轨道顶端，所述的可充电电池分别与机器人主控单元、移动单元、车辆视频采集单元以及轨道视频采集单元电性连接；

所述的机器人主控单元包括机器人主控模块、定位模块、第一存储模块、电机驱动模块以及无线通信模块，所述的机器人主控模块分别与定位模块、第一存储模块、电机驱动模块以及无线通信模块电性连接，所述的电机驱动模块与移动单元电性连接，所述的无线通信模块与边缘计算网关通信连接；

所述的车辆视频采集单元为第一高速红外摄像头，且第一高速红外摄像头面向车辆通行的一侧设置，所述的轨道视频采集单元为设置在本体两端的第二高速红外摄像头，所述的第二高速红外摄像头朝向巡检轨道设置。

3.根据权利要求2所述的基于巡检机器人的隧道车流量监测系统，其特征在于：所述的边缘计算网关包括边缘计算单元和网络单元，所述的边缘计算单元与网络单元电性连接，所述的网络单元分别与巡检机器人的无线通信模块和监控中心通信连接；

所述的边缘计算单元包括边缘计算主控模块、第二存储模块、图像预处理模块以及加密模块，所述的边缘计算主控模块分别与第二存储模块、图像预处理模块、加密模块以及网络单元连接。

4.根据权利要求3所述的基于巡检机器人的隧道车流量监测系统，其特征在于：所述的监控中心设置有数据服务器，所述的数据服务器与边缘计算网关通信连接，数据服务器通信连接有外部的云数据中心；

数据服务器包括数据并行接收模块、解密模块、车辆目标识别模块、车流量计算模块、巡检轨道故障检测模块、缓存数据库模块以及数据并行上传模块，所述的数据并行接收模块分别与边缘计算网关和解密模块连接，所述的解密模块分别与车辆目标识别模块和巡检轨道故障检测模块连接，所述的车辆目标识别模块与车流量计算模块连接，所述的缓存数据库模块分别与数据并行接收模块、解密模块、车辆目标识别模块、车流量计算模块、巡检轨道故障检测模块以及数据并行上传模块连接，所述的数据并行上传模块通信连接有外部的云数据中心；

所述的车辆目标识别模块设置有车辆目标识别模型，所述的巡检轨道故障检测模块设置有巡检轨道故障检测模型。

5.一种基于巡检机器人的隧道车流量监测方法，基于如权利要求4所述的隧道车流量监测系统，其特征在于：包括如下步骤：

建立车辆目标识别模型和巡检轨道故障检测模型；

使用巡检轨道故障检测模型根据上一次的巡检轨道视频数据对巡检轨道进行故障检测，若存在严重故障，则发出警报信号，并停止隧道车流量监测方法，否则进入下一步骤；

采集隧道内实时的车辆通行视频数据和实时的巡检轨道视频数据；

对实时的车辆通行视频数据进行预处理，得到连续帧的预处理后车辆通行图像数据；

将连续帧的预处理后车辆通行图像数据依次输入车辆目标识别模型进行车辆目标识别和追踪，得到车辆目标数量；

根据采样周期的车辆目标数量进行车流量计算，得到隧道车流量结果。