基于运动矢量的车流量检测方法技术

本发明专利技术涉及一种基于运动矢量的车流量检测方法，属车辆交通检测领域，包括感知车辆运动矢量的步骤，检测设备与车辆无线交互信息的步骤，跟踪车流量变化量的步骤，更新车流量数据的步骤；为车辆和交叉路口检测设备分配唯一标志号和存储队列，利用ＧＰＳ获取位置、速度和方向信息的步骤；测量得到交叉路口与相连各街道的相位关系表的步骤；为检测线分配唯一编号的步骤。这些步骤使检测设备与车辆无线交互，实时获得车辆信息，并传递到中心数据库，中心数据库实时更新车流量数据。车辆、检测设备、中心数据库协同分工，准确、快速获取任意街道和检测线处的车流量。该方法漏检率低，延迟低，实时性高，检测手段灵活，从而提高车流量检测的性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及车辆交通的检测管理相关
，具体涉及车流量检测技术，特别 是一种分布式无线实时检测车流量的关键技术。
技术介绍
智能交通管理系统是城市管理现代化的一个重要方面，特别是对于我国这样一个 大力进行城市化建设的人口众多的发展中国家，社会车辆日益增多，现有的非智能化交通 管理手段造成的交通拥堵等问题日益严重。智能交通系统中一个关键问题就是车流量的实 时检测，以便实时自动调整交通信号灯、迅速响应交通事故、迅速解决交通拥堵及车辆预警 等问题。目前，车流量检测方法主要有(一)视频分析法。利用安装在路口的视频摄 像头采集交通信息，经图像处理来获得车流量信息。相关专利技术专利有上海新联纬讯 科技发展有限公司申请号为CN200810037792.4的中国专利技术专利申请，复旦大学申请号 为CN200610118918. 1的中国专利技术专利申请，上海新联纬讯科技发展有限公司申请号为 CN200810037792. 4的中国专利技术专利申请，郑晓势、李娜、周伟等申请号为CN200810138157. 5 的中国专利技术专利申请。与本专利技术的检测方法相比，视频分析法只能对有限距离内的车流进 行统计，由于光照、天气、阴影遮挡等原因，统计误差较大，且系统造价非常昂贵。与本专利技术 检测方法不同。(二)传感器法。利用安装在路口的地感线圈、超声波、红外线传感器、微波雷达 传感器等作为检测装置，当车辆通过传感器时，引起传感器输出信号变化，对此信号计数， 按时间段统计车流量等信息。相关的专利技术专利有深圳市凯达尔科技实业有限公司申请号 为CN200820094689. 9的中国专利技术专利申请，北京科技大学申请号为CN200710121210. 6的 中国专利技术专利申请，中科院嘉兴中心微系统所分中心申请号为CN200710070705. 0的中国 专利技术专利申请，辽宁金洋集团信息技术有限公司申请号为CN200820013260.2的中国专利技术 专利申请，中国科学院上海微系统与信息技术研究所申请号为CN200710036889. 9的中国 专利专利技术申请。与本专利技术检测方法相比，传感器法受车辆遮挡、车型、停车时零信号、热源等 因素影响，漏检率高，且只能检测有限距离内的车流量，智能化水平低下。与本专利技术检测方 法不同。(三)无线通信法。车辆通过无线通信方式，与路边检测装置交互信息，从而实现 车流量的检测。相关的专利技术专利有深圳市辉煌电子有限公司申请号为CN200710138978. 4 的中国专利技术专利申请。该专利中，车辆行驶信息在车辆与车辆之间以无线通信方式循环互 通，参与互通的车辆都集合所有车辆的行驶信息，路口的地面装置与其中一辆通信就可获 得该路口路段的车流量信息。与本专利技术检测方法相比，他们的方法通信数据流量大，信息延 迟高，且只能检测路口局部路段的车流量信息。与本专利技术检测方法不同。相关的专利技术专利 还包括美国专利 U. S. Pat. No. 20020107634A1, 20020082766A1 和 006650948B1。这些专利， 均通过在车辆上安装不同设备，如电话，定位系统等，与电信网络基站通信，将车辆运动信4息发送流量检测中心，通过计算获取车流量信息。与本专利技术检测方法相比，他们的方法依靠 基站传输数据，流量大，延迟高，系统昂贵。
技术实现思路
本专利技术的目的是克服现有车流量检测方法的下列缺陷采用视频分析或传感器 法的漏检率高，采用无线通信的方法通信流量大，容易造成大量冲突和无线资源的浪费，延 迟高。提供一种，该方法能够大大降低漏检率，提高检测精 度，减少无线通信法的通信流量和冲突。同时能够对道路上指定检测线、指定街道进行实 时、不间断的检测。本专利技术提供的技术方案是一种运动矢量的车流量检测方法，其包括以下步骤(1)为车辆分配唯一标志号，为车辆分配一个存储队列，利用GPS获取车辆位置、 速度和方向信息；为交叉路口分配唯一标识号，利用GPS获取位置信息，通过测量得到交叉 路口与该路口各街道的相位关系对应表，在交叉路口中心配置车流量检测设备，并为其分 配一个存储队列；为检测线分配唯一编号；(2)感知车辆运动矢量；(3)检测设备与车辆无线交互信息，跟踪车流量变化量；(4)更新车流量数据。所述感知车辆运动矢量的具体步骤为(1)6PS以周期T获取车辆k的位置信息，并入队；(2)如果队列长度Lq > Lmax，Lfflax为预定值，从队首位置出队一个元素；否则，转到 ⑴；(3)在直角坐标系中拟合队列所有元素中的位置数据，获得一条直线AB ；(4)以队首元素中的位置向AB做垂线，交点为矢量的起点，队尾元素中的位置向 AB做垂线，交点为矢量的终点，形成一个矢量@ ；(5)获取当前速度ν和时间t，构造与W同向向量^^，与$相加，得到一个车辆 k在t时刻的运动矢量疋；(6)转到(1)。所述检测设备与车辆无线交互信息的具体步骤为(1)时间分为HELLO和BEACON周期间隔的两种时段。在HELLO时段，检测设备周 期性发送hello消息，该消息包括6PS信息、应答ID列表和退避间隔分配表；(2)如果车辆k没有收到hello消息，等待；(3)否则，车辆k检查是否包含对自身的应答，如果包含退避计数器清零，并且等 待w。/v时间，转到(2)，其中，W。表示检测宽度，ν表示车辆速度；如果不包含车辆k以交 叉路口 Ii的GPS位置为原点，建立一个从原点指向车辆k的运动矢量W终点的矢量5，又 与χ正轴的夹角α若存在巧< <巧+1，说明车辆k在t时刻位于相位(代，《'+1)，其中，代和 代+1分别表示相对原点的第j和j+Ι个角度，且二者相邻；5(4)计算矢量冗在射线(W ,巧+V2的投影冗’；(5)如果||€’卜<丨<%，其中d。表示检测线距检测设备的距离，车辆k启动计数器； 否则转到⑵；(6)退避计数器的值加1，如果小于阈值3，根据交叉路口 Ii的退避间隔分配表计 算退避时间，并启动退避计时器；否则，退避计数器清零，并且等待w。/v时间，转到(2)；(7)退避计时器在BEACON时段内递减，递减到零时，发送beacon消息，内容包括编号k，记和迈，转到(2)。所述跟踪车流量变化量的具体步骤为(1)检测设备以自身GPS位置为原点，建立直角坐标系；(2)接收到车辆k的beacon消息后，以原点为起点，矢量▽的起点为终点，建立一 个矢量冗；(3)如果I冗|<丨，车流量变化量AV = -I ；否则AV=I;(4)检测设备通过有线网络向中心数据库发送更新信息，该信息包括交叉路口编 号Ii,车辆标识号k，时间戳t，相位(代，々+1)，车流量变化量AV。所述更新车流量数据的具体步骤为(1)中心数据库启动周期定时器Tc ；(2)接收各检测设备发送的数据包，根据相位关系对应表，由数据包中的信息Ii和 (W,巧+1)获得对应的街道标识号Sk ；(3)以Sk为关键字，更新数据库中对应Sk的车流量V1, V1 = VfA V;(4)以(/,,(^，巧+1)，之)为联合关键字，更新数据库中对应街道Sk距交叉路口 Ii为 dc处检测线的车流量V2, V2 = Vl ；(5)删除数据包；(6)如果T。递减到零，关闭周期定时器，令V2 = 0，转到(1)；否则，转到(2)。与现有技本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于运动矢量的车流量检测方法，其特征在于包括以下步骤：（１）为车辆分配唯一标志号，为车辆分配一个存储队列，利用ＧＰＳ获取车辆位置、速度和方向信息；为交叉路口分配唯一标识号，利用ＧＰＳ获取位置信息，通过测量得到交叉路口与该路口各街道的相位关系对应表，在交叉路口中心配置车流量检测设备，并为其分配一个存储队列；为检测线分配唯一编号；（２）感知车辆运动矢量；（３）检测设备与车辆无线交互信息，跟踪车流量变化量；（４）更新车流量数据。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈立家，高伟，郑海务，代震，张奇惠，
申请(专利权)人：河南大学，
类型：发明
国别省市：41[中国|河南]