基于多传感器的多源交通数据融合方法技术

本发明专利技术公开了一种基于多传感器的多源交通数据融合方法，包括步骤：统一多传感器所采集的多源交通数据的时空基准；给多传感器采集到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式；对格式统一的多源交通数据进行时空匹配后进行融合，与地图匹配得到融合数据；将融合数据合并后输出。本发明专利技术提出了一种对各类传感器观测得到的多源交通数据信息进行融合的方法，可用于智能交通领域的路侧系统。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于智能交通
，尤其涉及一种。
技术介绍
数据融合(data fusion)也称作信息融合，是ー个信息综合与处理的过程，一般的定义是利用计算机技术对按时序获得的若干传感器的观测信息在一定准则下加以自动分祈、综合以完成所需的决策和估计任务而进行的信息处理过程。数据融合是ー个多层次、多方面的数据处理过程，其基本原理就是充分利用各传感器资源，通过对这些传感器得到的观测信息进行合理利用，把在空间或时间上冗余和互补的多种传感器按照某种原则进行结合，以获得对被测对象的一致性描述，提高传感器的有效性。多传感器的信息融合的本质性是其可以在不同维度、不同层次、不同时间段上出现，具有更为复杂的性质，和更为接近人 脑的智能化计算。数据融合按融合对象的抽象层次分为数据级融合、特征级融合和决策级融合。(I)数据级融合对最原始的传感器数据进行融合，一般只应用于同种传感器之间，其优点是可以保存更多的现场数据，提供细微信息，缺点是数据量大，处理代价高，实时性差。(2)特征级融合利用从传感器数据中提取的特征信息进行综合利用和处理，其优点是实施了可观的数据压缩，并提取了与决策相关的特征信息，缺点是特征的提取和表示方法多祥，不具有统ー的模式。(3)决策级融合在各传感器的数据经过分析处理，并做出了基本判断和决策的基础上做出的更高ー级的融合。其优点是具有较高的容错性，当某个传感器出现故障或错误时，通过合理的融合结构仍然可以得到正确的結果。在这ー层次的融合之前，已经进行了预处理、特征提取、目标识别、决策判断等一系列过程，已经做出了初歩的判断，为融合提供了更为可靠的数据。缺点是融合前端的处理代价较高。在智能交通
中，利用多种类型的传感器来获取更多源、更准确、更可靠的现场交通信息是智能交通的发展方向，所以需要对各类传感器观测得到的多源交通数据信息进行融合。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种，本专利技术方法实现了对多传感器所观测的多源时空数据进行自动化融合。为了达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案一种，包括步骤统ー多传感器所采集的多源交通数据的时空基准，以实现多传感器所采集数据的同步记录；给多传感器采集到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式；对格式统ー的多源交通数据进行时空匹配后进行融合，与地图匹配得到融合数据；将融合数据合并后输出。上述统ー多传感器所采集的多源交通数据的时空基准中，所采用的时空基准为WGS-84坐标系统和高精度时间基准。所述的高精度时间基准为10_12秒。上述采用最小ニ乘原理对经时空匹配后的多源交通数据进行融合。本专利技术提出的为首先对数据进行预处 理，统ー各种数据的时空基准，并将其转化为统一格式的数据；然后对转换后的数据进行融合与地图匹配；最后对处理后的数据进行合并与输出。本专利技术方法可用于智能交通系统中的路测系统。采用本专利技术可以实时计算处理各种交通事件、交通流信息、车辆行人检测信息等，将所处理的信息用于路侧系统，可以及时的解决车辆与行人行驶过程中的安全与效率问题。现有的信息融合方法，有的存在运输量大的问题，有的方法不适合实际应用。本专利技术方法基于数据层融合，运算量适中，便于实际应用，能快速错误提示，能够通过现有数据的优化组合有效地得到更多准确的信息，并且可以一定程度上进行二次組合，方便灵活。附图说明图I是本专利技术方法的流程图。具体实施例方式本专利技术方法主要应用于采用各类传感器来获取交通信息的路侧系统，所述的各类传感器可以为CCD相机、激光测距机等主动传感器、温度传感器等被动同步传感器、和激光扫描仪等授时传感器。下面将结合具体实施方式对本专利技术方法作进ー步说明。本专利技术提供的，包括步骤I)采用集成卫星定位芯片与授时芯片，统ー多传感器所采集的多源交通数据的时空基准，以实现多传感器所采集数据的同步记录，让所有的采集的数据都统一在同时间轴上。时空基准具体为时间基准和空间基准。本步骤具体包括以下子步骤(可參见公开号为CN101949715A公开日为2011年I月19日、专利技术名称为高精度时空数据获取的多传感器集成同步控制方法和系统的中国专利)1-1建立时空基准电路来提供时间基准和空间基准，所提供的时间基准为10_12秒的高精度时间基准，所提供的空间基准为WGS-84大地坐标系统；实施吋，时间基准的建立具体为采用CPLD (复杂可编程逻辑器件)对IOMHz脉冲分频产生毫秒脉冲和秒脉冲；通过对GPS的PPS脉冲信号的滤波及位同步实现GPS时间校准，即将CPLD产生的秒脉冲与GPS的秒脉冲对齐后，驱动内时钟的运行。实施吋，空间基准的建立具体为综合GPS、速度传感器(或距离传感器)和微机械陀螺等传感器的输出信号，采用航位推算算法(DR, Dead-Reckoning)建立空间基准。1-2通过上述时间基准和空间基准建立线性參考坐标系，并实现线性參考坐标系与大地坐标系间的关联和转换；建立线性參考坐标系具体为通过时空基准电路将GPS坐标、GPS时间、车辆行驶距离和多传感器所采集的信息进行同步处理，通过时间标记将定位数据和多传感器所采集的信息进行关联；时空基准电路周期性输出车辆当前的GPS坐标以及行驶的距离，当有传感器所采集的信息输入时，立即输出传感器所采集的信息发生的时刻信息；根据车辆 行驶的距离与车辆运行起点的线性參考坐标之和即为当前位置的线性參考坐标。线性參考坐标系与大地坐标系间的转换具体为根据目标点的线性參考坐标P，在路线表中快速确定目标点所在的路段和直线段S，并根据此直线段S在该路段的所有直线段中的排序来确定下一歩推算大地坐标的方向，当该直线段序号小于等于总段数的二分之ー时，从该段的起点开始推算；当该直线段序号大于总段数的二分之ー时，从该段的終点开始推算；然后，将该路段的起点Ps或終点匕从大地坐标转换到空间直角坐标，然后按照直线段的顺序，根据该直线段的长度和方向依次推算每个直线段的終点的空间直角坐标；对于目标点所在的直线段，在推算时其长度等于目标点的线性參考坐标与该直线段的起点差。1-3对主动传感器的同步控制根据预先设定的參数，对主动传感器发送脉冲模拟控制信号，实现对CCD相机、激光测距机等主动传感器的同步控制，同时主动传感器可通过串ロ或USB向上位机发送同步时刻数据。1-4对被动传感器的同步控制接收外部事件脉冲信号，并响应该外部事件脉冲信号产生的中断，得到该脉冲信号产生的时刻和位置信息，并通过串ロ或USB向上位机发送同步时刻数据，实现对被动传感器的同步控制。1-5对授时传感器的同步控制通过串口和USB向上位机发送整秒时刻信息，并通过模拟I/O ロ发送秒脉冲信号，可以实现对激光扫描仪这ー类授时传感器的时钟同歩。2)给多传感器采集到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式。在本具体实施中，多传感器周期性的采集交通数据，采集周期为50ms，所采集到的多源交通数据有交通事件信息、车辆行人检测信息和交通流信息三大类，采用事前规定的协议将上述三大类信息转化为统一格式首先规定本协议中所使用的数据类型数值型N和字符型C，数值型N用N(A)表示整数，A表示数值的最大宽度；·Ν(Α，Β)表示小数，A表示数值的最大宽度，B表示小数点后的位数。字符型C用C(A)表示，其中A表示字符的最大宽度。a、交通事件信息根据传感器传来的交通事件信息，采本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于多传感器的多源交通数据融合方法，其特征在于，包括步骤：统一多传感器所采集的多源交通数据的时空基准，以实现多传感器的所采集数据的同步记录；给多传感器采集到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式；对格式统一的多源交通数据进行时空匹配后进行融合，与地图匹配得到融合数据；将融合数据合并后输出。

【技术特征摘要】
1.一种基于多传感器的多源交通数据融合方法，其特征在于，包括步骤 统ー多传感器所采集的多源交通数据的时空基准，以实现多传感器的所采集数据的同步记录; 给多传感器采集到的多源交通数据增加时空标签，并转化为统一格式； 对格式统ー的多源交通数据进行时空匹配后进行融合，与地图匹配得到融合数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：李必军，李清泉，陈小宇，崔竞松，郑玲，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：