一种基于无人机的交通流量调查系统技术方案

本实用新型专利技术公开一种基于无人机的交通流量调查系统，涉及智能交通领域。该交通流量调查系统由无人机、激光扫描模块、电子车牌、射频识别读写器、中控模块和通信模块组成。其中激光扫描模块、射频识别读写器、中控模块和通信模块设置在无人机上。电子车牌携带车辆信息安装于路面车辆上。该系统一方面通过激光扫描模块采集车辆通过时的波形发送给中控模块处理提取出车辆信息；另一方面通过射频识别读写器读取车辆信息。两方面获取的车辆信息对比实现最终的交通流量调查和稽查。本实用新型专利技术有别于现行常用的固定式交通流量调查方式，既满足灵活性机动性，又不受环境光线等影响，同时兼具稽查功能。

【技术实现步骤摘要】

本技术属于智能交通领域，具体涉及一种基于无人机的交通流量调查系统。
技术介绍
交通流量调查是一种通过观测一定时间段内通过路面某断面的交通实体的调查业务，可为微观的交通组织研究和宏观的交通管理决策提供规范的、可比性强的交通流量调查基础数据。一方面，可评价当前的交通状况；另一方面，可预测未来交通量，并为道路养护、道路设计及道路新建提供科学依据。正因为此，国家交通部为此专门制定了交通流量调查标准《道路交通流量调查(GA/T 299-2001)》以供各单位各设备厂商遵循使用。传统的交通流量调查方式是人工式，通过人工肉眼观测统计交通量来反应当前路段的交通情况。该种方式人工误差大，人力成本高，调查人员劳动负荷极重，且效率低下。除了教学与临时科研所用，基本处于淘汰状态。现代交通流量调查方式是通过各种先进的传感技术来检测车辆，由此来提高交通流量调查自动化程度，提高调查效率和降低人工负荷。通过查阅相关文献及专利情况，分析汇总出目前常用的交通流量调查技术和方案如下：一、磁感线圈检测技术，该类技术典型代表可见中国专利200810048978.X、200820068128.1和201220120163.X。该类专利通过车辆铁磁性质，经过地埋式线圈产生电磁感应来实现车辆的检测。二、超声波检测技术，该类技术典型代表可见中国专利201010175563.6和200820068127.7。该类专利通过安装于路面上方支架 上的超声波探头来探测车辆通过时高度变化，实现车辆的检测。三、微波检测技术，该类技术典型产品为微波车辆检测器，代表专利可见中国专利201420619090.8。该类专利通过安装在路测的微波传感器发射微波，通过回波信息确定车流量或车速信息，实现交通流量调查。四、压电式检测技术，该类技术典型代表可见中国专利200920127071.2。该类专利是通过压电式传感器感知车辆通过时的压力变化情况实现交通流量调查的，需埋设在路面以下。五、视频检测技术，该类技术典型代表可见中国专利200820068135.1。该类专利通过安置在路面上方门架上的摄像机等图像传感器采集路面图像信息，从视觉的角度实现交通流量的统计的。六、激光扫描技术，该类技术典型代表可见中国专利201220686656.X和201210591615.7等。该类专利通过扫描式激光获取车辆外形尺寸等特征实现交通流量调查。以上六种常见检测技术及代表性专利都是将传感器安装在门架上或埋设于路面，均隶属于固定式交通情况调查方式，虽然各种技术各有优劣，被市场所接受程度不一，但其根本还是一套设备固定调查一个点，设备功能单一，设备资源利用率受限。在面对宽范围和大面积的交通流量调查需求和应用场合时，固定式交通情况调查方式就显得笨重和不符要求了。随着无人机技术的兴起和逐步完善，以及无人机在农业、地质勘查、摄影测量和环境监测等领域的成熟应用，也催生了交通领域另一种交通流量调查方式——移动式交通流量调查。移动式交通流量调查方式主要是依托无人机搭载相关信息采集设备进行抵近监测，可按时按需前往不同地点执行交通流量调查。由于其较高的灵活性和机动性，不失为固定式交通流量调查方式的一种补充。目前，移动式交通流量调查方式中见诸报道的技术方案为无人机搭载摄像设备，典型代表可见已公开的中国专利201110287250.4、 201310375004.3、201410484449.X和201510257264.X。该类专利中的技术方案虽然解决了交通流量调查设备的灵活性和机动性，由于采用视觉作为检测手段，仍避免不了受天气环境和光线等的影响，无法实现特殊时段的交通情况调查，比如傍晚时分或晚8点时分的交通流量调查。上述固定式交通流量调查方式只能实现单点单测，无法实现调查设备的周转利用，调查成本较高，资源利用率低；移动式交通流量调查方式中的无人机搭载摄像设备虽可实现灵活机动调查，但克服不了视觉中受光线视角等影响，无法满足各种条件下的移动交通流量调查。此外，已有移动式交通流量调查系统只具备单方面的调查，无法实现稽查功能。
技术实现思路
本技术针对上述现行固定式交通流量调查技术和方案以及已有的移动式交通流量调查设备和技术方案的不足，提出一种既满足灵活性机动性，又不受环境光线等影响，还能实现交通稽查功能的交通流量调查系统——一种基于无人机的交通流量调查系统。一种基于无人机的交通流量调查系统，如图1所示，包括无人机(1)、激光扫描模块(2)、电子车牌(3)、射频识别读写器(4)、中控模块(5)和通信模块(6)。其中，所述的激光扫描模块(2)、射频识别读写器(4)、中控模块(5)和通信模块(6)设置在无人机上；所述的电子车牌(3)携带车辆信息安装于路面车辆上；所述的无人机(1)与中控模块(5)相连，用于接收中控模块(5)的飞行任务指令；所述的激光扫描模块(2)与中控模块(5)相连，将采集的路面车辆波形发送给中控模块处理；所述的射频识别读写器(4)与中控模块(5)相连，将读取的路面车辆电子车牌信息发送给中控模块处理；所述的中控模块(5)实时处理激光扫描模块(2)采集的波形提取出车辆信息，与射频识别读写器(4)读取的车辆信息进行比对，得到交通流量调查信息；所述的通信模块(6)与中控模块(5)相连，将交通流量调查员下达的交通流量调查任务发送给中控模块，将中控模块处理得到的交通流量调查信息发送至交通流量调查中心；其中，所述的激光扫描模块(2)，包含N(N>1)个二维或三维扫描激光器，扫描范围覆盖待测路面。其中，所述的通信模块(6)，采用3G、4G或5G网络通信，优选的是采用4G网络。其中，所述的交通流量调查信息，包括分车型分车道交通流量、平均车速、平均车头时距、平均车头间距和跟车百分比。该交通流量调查系统实现移动式交通流量调查和稽查的具体流程如图2所示：S1:交通流量调查操作员下达交通流量调查任务，包括调查地点信息和无人机飞行航线信息；S2:中控模块接收交通流量调查任务，按照规划好的飞行航线向无人机下达飞行任务指令，前往指定路段；S3:中控模块控制无人机调整飞行姿势和飞行高度，悬停在调查路段上方；其中，优选的飞行姿势为无人机前进方向顺着待测道路延伸方向，无人机机身所在平面平行路面所在平面，悬停高度优选在8m至50m，悬停位置处在路面宽度方向中央位置；S4:激光扫描模块实时采集路面车辆波形发送给中控模块处理；S5:射频识别读写器实时读取无人机下方通过时的车辆信息发送给中控模块处理；S6:中控模块处理激光扫描模块采集的波形提出去车辆信息与射频识别读卡器读取的车辆信息对比，得到交通流量调查信息；S7:通信模块将中控模块处理得到的交通流量调查信息发送给交通流量调查中心；S8:中控模块结束交通流量调查任务，控制无人机返回。本技术以无人机为载体实现对交通流量的移动调查与稽查，其有益效果如下：1、无人机可以突破现行常见的固定式交通流量调查方式的单点单测限制，大大提高调查设备的灵活性与机动性，提高交调设备的周转率和设备资源的利用率，满足大面积临时性的交通流量调查应用。2、射频识别读卡器与电子车牌之间的交互，能实现单方面交通流量信息的获取；3、激光扫描模块，能够解决无人机搭载摄像机方案下的特殊时段特殊环境光线下的影响，满足多本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机的交通流量调查系统，包括无人机、激光扫描模块、电子车牌、射频识别读写器、中控模块和通信模块，其特征在于，所述的激光扫描模块、射频识别读写器、中控模块和通信模块设置在无人机上；所述的电子车牌携带车辆信息安装于路面车辆上；所述的无人机与中控模块相连，用于接收中控模块的飞行任务指令；所述的激光扫描模块与中控模块相连，将采集的路面车辆波形发送给中控模块处理；所述的射频识别读写器与中控模块相连，将读取的路面车辆电子车牌信息发送给中控模块处理；所述的中控模块实时处理激光扫描模块采集的波形提取出车辆信息，与射频识别读写器读取的车辆信息进行比对，得到交通流量调查信息；所述的通信模块与中控模块相连，将交通流量调查员下达的交通流量调查任务发送给中控模块，将中控模块处理得到的交通流量调查信息发送至交通流量调查中心。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机的交通流量调查系统，包括无人机、激光扫描模块、电子车牌、射频识别读写器、中控模块和通信模块，其特征在于，所述的激光扫描模块、射频识别读写器、中控模块和通信模块设置在无人机上；所述的电子车牌携带车辆信息安装于路面车辆上；所述的无人机与中控模块相连，用于接收中控模块的飞行任务指令；所述的激光扫描模块与中控模块相连，将采集的路面车辆波形发送给中控模块处理；所述的射频识别读写器与中控模块相连，将读取的路面车辆电子车牌信息发送给中控模块处理；所述的中控模块实时处理激光扫描模块采集的波形提取出车辆信息，与射频识别读写器读取的车辆信息进行比对，得到交通流量调查信...

【专利技术属性】
技术研发人员：蒋难得，杨勇刚，张英杰，武宏伟，
申请(专利权)人：武汉万集信息技术有限公司，
类型：新型
国别省市：湖北;42