一种基于无人机的交通状态信息采集方法与流程

本发明属于智能交通领域，具体为一种基于无人机的交通状态信息采集方法。

背景技术：

交通监控的基础和关键在于交通信息的采集。传统的数据采集方法中，人工观测法简单、易行，可分车道、车种进行，也可对整个道路的全部车辆进行测量。但需要人力多，长时间易疲劳、不易保持精度。仪器自动计测法包括气动式、地磁式、电磁式、超声波式、红外线式摄影法等。由于仪器为机械装置，对自然条件、道路交通状况与能源有一定的要求，故使用范围受到一定的限制。视频能进行实时监测目前发展最好，但目前的视频检测器安装在灯杆的臂柱上，因特定的视角使监控范围受到一定限制。且视频信号的传输如用同轴电缆、光纤等铺设会需要大量材料。

技术实现要素：

本发明的目的在于提出一种基于无人机的交通状态信息采集方法。

本发明目的的技术解决方案如下：一种基于无人机的交通状态信息采集方法，包括以下步骤：

步骤1、利用无人机采集待测路段交通状况视频

挂载高清摄像机的无人机按照预设的航线及速度行驶，将待测路段拍摄的画面和相关参数实时传回后台的数据处理系统，对于回传的画面和数据，直接在屏幕上显示实时航拍画面和各参数(如飞行高度、经纬度、实时电量等)，同时可实时发送指令对无人机的参数进行修改调整拍摄角度。对同一待测路段往返测量6-8次左右，后台的数据处理系统及时记录采集的相关数据。

步骤2、对无人机采集的视频进行图像数据处理

利用后台的数据处理系统对无人机拍摄的待测路段交通状况视频进行逐帧图像处理，处理后得到每一次测量时无人机行驶方向的对向来车数、无人机的行驶时间及停驶时间、超越无人机以及被无人机超越的车辆数。

步骤3、浮动车法计算待测路段的交通状态信息

待测路段往返方向上的交通量为：

式中，xb-a,xa-b分别表示a到b方向和b到a方向的与无人机对向行驶的来车数；ya-b,yb-a分别表示a到b方向和b到a方向的超越无人机行驶的车辆数；za-b,zb-a分别表示a到b方向和b到a方向的被无人机超越的车辆数；ta-b,tb-a分别表示a到b方向和b到a方向的车辆通过区间ab的时间(min)。

待测路段往返方向上车辆的平均行驶时间为：

待测路段往返方向上的平均行程车速(区间车速)为：

本发明具有的有益效果是：

1)本发明应用无人机进行交通状态信息采集，检测范围广，无人机低空飞行、巡航高度可调、速度快、变换视角灵活，实现了从局部到广域的点、线、面交通检测，有利于交通管理部门快速、高效地控制局面；

2)本发明利用无人机进行交通状态信息采集，采集信息多样化，通过对感兴趣区域的连续侦查，可以跟踪和检测单个车辆的空间位置和运行状态，也可以采集交通密度、交通流量、平均速度及交通设施分布等宏观交通信息；

3)本发明利用无人机进行交通状态信息采集，机动灵活。

下面结合附图对本发明作进一步详细描述。

附图说明

图1是本发明的流程示意图。

图2是利用无人机航拍结合浮动车法进行交通信息采集的示意图。

具体实施方式

如图1所示，一种基于无人机的交通状态信息采集方法，包括利用无人机采集待测路段交通状况视频；对无人机传回的视频进行图像处理得到有关数据；结合传统的浮动车法计算待测路段的交通状态信息。具体步骤如下：

步骤1、利用无人机采集待测路段交通状况视频

挂载高清摄像机的无人机按照预设的航线及速度行驶，将待测路段拍摄的画面和无人机的参数实时传回后台的数据处理系统，对于回传的画面和数据，直接在屏幕上显示实时航拍画面和各参数(如飞行高度、经纬度、实时电量等)，同时可实时发送指令对无人机的参数进行修改调整拍摄角度。对同一待测路段往返测量6-8次，后台的数据处理系统及时记录采集的相关数据。

步骤2、对无人机采集的视频进行图像数据处理

利用后台的数据处理系统对无人机拍摄的待测路段交通状况视频进行逐帧图像处理，处理后得到每一次测量时无人机行驶方向的对向来车数、无人机的行驶时间及停驶时间、超越无人机以及被无人机超越的车辆数。

步骤3、结合传统的浮动车法计算待测路段的交通状态信息，具体包括

待测路段往返方向上的交通量，计算公式为：

式中，xb-a,xa-b分别表示a到b方向和b到a方向的与无人机对向行驶的来车数；ya-b,yb-a分别表示a到b方向和b到a方向的超越无人机行驶的车辆数；za-b,zb-a分别表示a到b方向和b到a方向的被无人机超越的车辆数；ta-b,tb-a分别表示a到b方向和b到a方向的车辆通过区间ab的时间(min)；

待测路段往返方向上车辆的平均行驶时间，计算公式为：

待测路段往返方向上的平均行程车速(区间车速)，计算公式为：

本发明利用无人机进行交通状态信息采集，可应急救援。在遇到地震、洪灾、海啸、暴雪等自然灾害时，地面交通全部瘫痪，无人机可以立即出动，深入现场观察实况，搜索人员、建立通信中继表现出特有的灵活性和机动性；本发明利用无人机进行交通状态信息采集，风险低，不用考虑驾驶员风险，能够在灾害天气或污染环境下执行高危任务。效率高，无人机作业准备时间短，可随时出动，具有低投入、高效益的特点。