基于无人机测量的路段交通指数估算系统技术方案

本发明专利技术涉及一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，所述估算系统设置在无人机上，包括航空摄影机、图像处理器、气压高度传感器和主控制器，所述航空摄像机与所述图像处理器连接，将拍摄的路段图像发送到所述图像处理器进行图像处理，所述主控制器分别与所述图像处理器和所述气压高度传感器连接，根据所述图像处理器的图像处理结果和所述气压高度传感器检测的无人机高度，估算路段交通指数。通过本发明专利技术，能够为道路交通管理部门提供关键路段的交通拥堵信息，数据更直观、更精确，便于道路交通管理部门制定准确有效的交通处理措施。

【技术实现步骤摘要】
基于无人机测量的路段交通指数估算系统本专利技术是申请号为201410484449X、申请日为2014年9月20日、专利技术名称为“基于无人机测量的路段交通指数估算系统”的专利的分案申请。
本专利技术涉及无人机测量领域，尤其涉及一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统。
技术介绍
无人机，即无人驾驶飞机，其英文缩写为“UAV”，是利用无线电遥控设备和自备的程序控制装置操纵的不载人飞机。从技术角度定义可以分为：无人直升机、无人固定翼机、无人多旋翼飞行器、无人飞艇、无人伞翼机这几大类。从用途方面分类可分为军用无人机和民用无人机。军用方面，可用于完成战场侦察和监视、定位校射、毁伤评估、电子战，而民用方面，可用于边境巡逻、核辐射探测、航空摄影、航空探矿、灾情监视、交通巡逻和治安监控。无人机应用到路段交通指数的估算极大程度上弥补了交管领域难于计算关键路段交通指数的空白。在日益拥堵的城市交通环境中，如何提供质量高的路段交通指数，为车辆驾驶员提供重要参考数据，合理对城市车辆进行自动分流，是困扰城市交管部门的一道难题。现有技术中计算路段交通指数的有限手段仅仅是通过城市内部数以万计的出租车返回到交管交管监控平台的GPS定位数据来计算路段的交通指数，但这样的计算方式存在以下缺陷：(1)计算精度对路段中出租车的数量依赖较大，但希望计算的关键路段没有出租车行驶时，该关键路段的交通指数无从计算；(2)传输的数据量较大，每一个出租车都返回GPS定位数据，导致交管交管监控平台承担了极大的计算负荷。因此，将无人机测量运用到路段的交通指数计算上，构建一种新的路段交通指数估算系统，只通过对一帧图像的图像处理即能完成目标路段的交通指数估算，减少计算量的同时提高计算精度，提高路段交通指数的参考价值。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供了一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，根据关键路段的GPS定位数据自动将无人机引入关键路段区域，使用航空摄影机和图像处理器对关键路段场景执行图像拍摄和图像处理，通过车辆目标识别的技术手段，估算关键路段的交通指数，便于交通管理部门及时准确地发布路段拥堵信息，为车辆驾驶员提供路段选择的依据，从而合理对城市内车流即时分流，达到解决城市拥堵的技术效果。根据本专利技术的一方面，提供了一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，所述估算系统设置在无人机上，包括航空摄影机、图像处理器、气压高度传感器和主控制器，所述航空摄像机与所述图像处理器连接，将拍摄的路段图像发送到所述图像处理器执行图像处理，所述主控制器分别与所述图像处理器和所述气压高度传感器连接，根据所述图像处理器的图像处理结果和所述气压高度传感器检测的无人机高度，估算路段交通指数。更具体地，所述基于无人机测量的路段交通指数估算系统还包括，无线电收发设备，用于接收地面交管监控平台发送的控制信息，并向地面交管监控平台发送测量数据；GPS导航设备，用于接收GPS导航卫星发送的GPS定位数据；无人机动力设备，用于驱动无人机飞往目标位置；所述航空摄影机为线阵数码航空摄影机，包括减震底架、前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于拍摄目标路段所在场景以输出路段图像；所述图像处理器还包括特征存储单元，预先存储了路段上限灰度阈值、路段下限灰度阈值和车辆特征数据库，所述车辆特征数据库内保存有各个类型车辆模板图像；路段划分单元，与所述航空摄影机和所述特征存储单元分别连接，接收所述路段图像，将所述路段图像中灰度值在路段上限灰度阈值和路段下限灰度阈值之间的像素识别并组成路段目标子图像；车辆数据识别单元，与所述路段划分单元和所述特征存储单元分别连接，接收所述路段目标子图像，基于所述车辆特征数据库采用胡氏不变矩判断算法识别所述路段目标子图像中各种类型车辆的数量；所述估算系统还包括照明设备，用于为所述航空摄影机对目标路段所在场景的拍摄提供辅助照明；亮度传感器，用于测量无人机所在位置的亮度数据；所述主控制器与所述无线电收发设备、所述GPS导航设备、所述无人机动力设备和所述航空摄影机分别连接，将所述无线电收发设备从地面交管监控平台处接收到的目标路段的GPS定位数据发送到所述无人机动力设备以驱动所述无人机飞往目标路段正上方，在接收到的所述GPS导航设备发送的当前无人机GPS定位数据与目标路段的GPS定位数据一致时，驱动所述航空摄影机执行路段图像的拍摄，同时驱动所述图像处理器执行路段图像的图像处理，所述主控制器还与所述车辆数据识别单元连接以接收各种类型车辆的数量，与所述路段划分单元连接以接收路段目标子图像，根据所述气压高度传感器输出的无人机高度，计算路段目标子图像中路段面积，并基于所述各种类型车辆的数量和所述路段面积估算目标路段的路段交通指数，以将所述路段交通指数通过所述无线电收发设备发送给地面交管监控平台；其中，所述主控制器还与所述照明设备和所述亮度传感器分别连接，以在所述亮度数据小于预设亮度阈值时，启动所述照明设备以提供辅助照明；所述GPS导航设备、所述无人机动力设备、所述图像处理器和所述主控制器都位于无人机前端仪表盘内，所述照明设备、所述亮度传感器、所述气压高度传感器、所述航空摄影机和所述无线电收发设备都位于无人机的机身上；所述基于所述车辆特征数据库采用胡氏不变矩判断算法识别所述路段目标子图像中各种类型车辆的数量包括，将所述路段目标子图像划分为多个含有一个车辆的再分图像，将含有一个车辆的再分图像的七个不变矩与所述车辆特征数据库中每一个类型车辆模板图像的七个不变矩分别比较，直到查询到某一类型车辆模板图像，七个不变矩的差值都在各自的预定差值阈值内时，则判断含有一个车辆的再分图像中包括某一类型车辆模板图像对应类型的车辆，所述七个不变矩是车辆模板图像的特征，具有平移、放大、缩小和旋转都不变的特性。更具体地，所述基于无人机测量的路段交通指数估算系统中，所述图像处理器为TMS9000系列的数字信号处理器DSP。更具体地，所述基于无人机测量的路段交通指数估算系统中，所述主控制器为Acorn公司的Cortex-A53处理器。更具体地，所述基于无人机测量的路段交通指数估算系统中，所述特征存储单元为一同步动态随机存储器SDRAM(SynchronousDynamicRandomAccessMemory)。更具体地，所述基于无人机测量的路段交通指数估算系统中，将所述GPS导航设备、所述图像处理器、所述主控制器集成在一块集成电路板上。更具体地，所述基于无人机测量的路段交通指数估算系统中，所述气压高度传感器根据无人机所在位置气压的变化来测量无人机高度。附图说明以下将结合附图对本专利技术的实施方案进行描述，其中：图1为根据本专利技术实施方案示出的基于无人机测量的路段交通指数估算系统的结构方框图。图2为根据本专利技术实施方案示出的基于无人机测量的路段交通指数估算系统的图像处理器的结构方框图。具体实施方式下面将参照附图对本专利技术的基于无人机测量的路段交通指数估算系统的实施方案进行详细说明。交通拥堵指数是根据道路通行情况，一些城市设置的综合反映道路网畅通或拥堵的概念性指数值，他相当于把拥堵情况数字化。交通指数计算最小时间单位是15分钟，指数值可以实时动态地反映全路网的运行状态，通过定义通勤早、晚高峰或者节假日高峰等不同统计周期，可以得到工作日高本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，其特征在于，所述估算系统设置在无人机上，包括航空摄影机、图像处理器、气压高度传感器和主控制器，所述航空摄像机与所述图像处理器连接，将拍摄的路段图像发送到所述图像处理器执行图像处理，所述主控制器分别与所述图像处理器和所述气压高度传感器连接，根据所述图像处理器的图像处理结果和所述气压高度传感器检测的无人机高度，估算路段交通指数。

【技术特征摘要】
1.一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，其特征在于，所述估算系统设置在无人机上，包括航空摄影机、图像处理器、气压高度传感器和主控制器，所述航空摄像机与所述图像处理器连接，将拍摄的路段图像发送到所述图像处理器执行图像处理，所述主控制器分别与所述图像处理器和所述气压高度传感器连接，根据所述图像处理器的图像处理结果和所述气压高度传感器检测的无人机高度，估算路段交通指数；所述估算系统还包括：无线电收发设备，用于接收地面交管监控平台发送的控制信息，并向地面交管监控平台发送测量数据；GPS导航设备，用于接收GPS导航卫星发送的GPS定位数据；无人机动力设备，用于驱动无人机飞往目标位置；所述航空摄影机为线阵数码航空摄影机，包括减震底架、前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于拍摄目标路段所在场景以输出路段图像；所述图像处理器还包括特征存储单元，预先存储了路段上限灰度阈值、路段下限灰度阈值和车辆特征数据库，所述车辆特征数据库内保存有各个类型车辆模板图像；路段划分单元，分别与所述航空摄影机和所述特征存储单元连接，接收所述路段图像，将所述路段图像中灰度值在路段上限灰度阈值和路段下限灰度阈值之间的像素识别并组成路段目标子图像；车辆数据识别单元，分别与所述路段划分单元和所述特征存储单元连接，接收所述路段目标子图像，基于所述车辆特征数据库采用胡氏不变矩判断算法识别所述路段目标子图像中各种类型车辆的数量；照明设备，用于为所述航空摄影机对目标路段所在场景的拍摄提供辅助照明；亮度传感器，用于测量无人机所在位置的亮度数据；所述主控制器分别与所述无线电收发设备、所述GPS导航设备、所述无人机动力设备和所述航空摄影机连接，将所述无线电收发设备从地面交管监控平台处接收到的目标路段的GPS定位数据发送到所述无人机动力设备以驱动所述无...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：李福军，
类型：发明
国别省市：河北;13