[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

说明书

本发明属于巡检机器人技术领域，公开了一种基于巡检机器人的隧道车流量监测系统及其方法，所述的方法包括如下步骤：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巡检轨道视频数据对巡检轨道进行故障检测；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；根据采样周期的车辆目标数量进行车流量计算。本发明解决了现有技术存在的隧道内车流量监测困难、数据传输效率低下、安全性低、人力成本投入大以及准确性低的问题。

技术领域

本发明属于巡检机器人技术领域，具体涉及一种基于巡检机器人的隧道车流量监测系统及其方法。

背景技术

随着交通建设的发展，大量的穿山或穿海隧道设置，提高了市民的生活质量和出行质量，同时也加大了对隧道内车流量的监测和管理难度，并且由于隧道内空间狭窄，信号差，导致数据传输效率低下，通常采用人工监测方式，安全性低，人力成本投入大，车辆通行速度快，仅仅靠肉眼进行现场统计或视频统计的方式，准确性低。

发明内容

为了解决现有技术存在的隧道内车流量监测困难、数据传输效率低下、安全性低、人力成本投入大以及准确性低的问题，本发明目的在于提供一种基于巡检机器人的隧道车流量监测系统及其方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种基于巡检机器人的隧道车流量监测系统，包括巡检机器人、巡检轨道、边缘计算网关以及监控中心，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，巡检轨道设置于隧道内部一侧，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。

进一步地，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，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，移动单元设置于巡检轨道顶端，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；

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，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，电机驱动模块与移动单元电性连接，无线通信模块与边缘计算网关通信连接；

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，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，第二高速红外摄像头朝向巡检轨道设置。

进一步地，边缘计算网关包括边缘计算单元和网络单元，边缘计算单元与网络单元电性连接，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；

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，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。

进一步地，监控中心设置有数据服务器，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，数据并行接收模块分别与边缘计算网关和解密模块连接，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，车辆目标识别模块与车流量计算模块连接，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，数据并行上传模块通信连接有外部的云数据中心；