基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统的制作方法

本发明属于交通信息，具体涉及基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统。

背景技术：

1、人们的出行方式逐渐由公共交通向私家车出行的方式发展。日渐增长的车辆在反映了经济发展的同时，也给交通带来了不小的挑战。目前，道路通常采用固定摄像头进行录像以及车辆检测，采用相应的算法进行测算，记录一定时间段内车流量大小。但是这种方式还存在着一定的弊端，比如：摄像头的安装位置固定，只能从单一方向对道路情况进行拍摄，拍摄范围有一定局限性；大多数车辆监测算法还依赖于传统算法模型，对于高速移动的车辆容易产生错误。因此，传统方法不利于应用到高速公路的车流量监测。

2、无人机技术的逐渐兴起，使得无人机被应用到越来越多的领域中。无人机体积小巧、灵活性高，将其应用到车流量的监测与测算中具有广阔的应用前景。

技术实现思路

1、本发明旨在解决现有技术的不足，提出一种基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，通过无人机搭载摄像机等设备，实现实时数据监测。同时对采集的实时数据进行道路线检测与车速计算，根据实时测算数据得到高速公路车流量信息以及拥堵情况预测。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，包括：无人机平台、数据处理模块和预警模块；

3、所述无人机平台搭载有数据采集设备，所述无人机平台用于采集实时高速公路的路况信息，并将所述路况信息传输至所述数据处理模块；所述路况信息包括无人机平台实时采集的视频信息；

4、所述数据处理模块与所述无人机平台连接，所述数据处理模块用于基于所述路况信息进行运算、分析，得到分析结果；

5、所述预警模块与所述数据处理模块连接，所述预警模块用于基于所述分析结果进行道路状态预警。

6、优选地，所述无人机平台包括：无人机、数据采集设备、传输设备和定位设备；

7、所述无人机用于搭载所述数据采集设备和所述传输设备；

8、所述数据采集设备用于采集所述路况信息；

9、所述传输设备用于将所述路况信息传输至所述数据处理模块中；

10、所述定位设备用于对所述无人机进行定位，获得位置信息。

11、优选地，所述数据处理模块包括：传输单元、预处理单元、计算单元和分析单元；

12、所述传输单元与所述无人机平台连接，所述传输单元用于接收所述路况信息；

13、所述预处理单元与所述传输单元连接，所述预处理单元用于对所述路况信息进行预处理，得到预处理信息；所述预处理信息包括：车辆信息和车道线信息；

14、所述计算单元与所述预处理单元连接，所述计算单元用于对所述预处理信息进行计算，得到计算结果；

15、所述分析单元与所述计算单元连接，所述分析单元用于对所述计算结果进行拥堵分析，得到分析结果。

16、优选地，得到所述车道线信息的方法包括：

17、对所述视频信息进行帧提取，得到图片信息；

18、对所述图片信息进行直方图均衡化，得到增强图像；

19、对所述增强图像进行道路线提取，得到所述车道线信息。

20、优选地，得到所述车辆信息的方法包括：

21、构建车辆识别模型，基于所述增强图像识别车辆，得到车辆位置信息；所述车辆位置信息包括：车辆识别框；

22、构建车辆重识别模型，对所述车辆位置信息中的车辆进行跟踪识别，得到所述车辆信息。

23、优选地，所述计算结果包括：车速；得到所述车速的方法包括：

24、基于所述车辆信息，分别计算车辆移动前后的质心，基于所述质心，计算移动像素数；

25、基于所述车道线信息，确定车道宽度以及确定所述车道宽度的像素数；并计算实际所述车道宽度与所述车道宽度的像素数的比例；

26、基于所述移动像素数与所述比例，得到所述计算结果。

27、优选地，所述分析结果包括：严重拥堵、拥堵、轻度拥堵和通畅。

28、优选地，得到所述分析结果的方法包括：

29、基于所述车速绘制实时动态图，设定阈值，基于所述阈值和所述实时动态图判断车速变化信息；

30、基于所述车辆位置信息，判断车道上车距信息，并基于所述车距信息和所述车速变化信息得出分析结果。

31、与现有技术相比，本发明的有益效果为：

32、本发明公开的基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统通过无人机对道路情况进行实时采集，以车辆以及车道线为分析目标，进行车辆识别、跟踪以及车道线识别。基于车道线与车辆的位置关系以及车速变化曲线，实现高速公路的车流量监测以及拥堵预测。

技术特征：

1.基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，包括：无人机平台、数据处理模块和预警模块；

2.根据权利要求1所述基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，所述无人机平台包括：无人机、数据采集设备、传输设备和定位设备；

3.根据权利要求1述基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，所述数据处理模块包括：传输单元、预处理单元、计算单元和分析单元；

4.根据权利要求3述基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，得到所述车道线信息的方法包括：

5.根据权利要求4基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，得到所述车辆信息的方法包括：

6.根据权利要求5述基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，所述计算结果包括：车速；得到所述车速的方法包括：

7.根据权利要求3述基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，所述分析结果包括：严重拥堵、拥堵、轻度拥堵和通畅。

8.根据权利要求6述基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，其特征在于，得到所述分析结果的方法包括：

技术总结
本发明公开了一种基于无人机的高速公路车流量实时监测及拥堵预测系统，涉及交通信息技术领域。系统包括：无人机平台、数据处理模块和预警模块；无人机平台搭载有数据采集设备，无人机平台用于采集实时高速公路的路况信息，并将路况信息传输至数据处理模块；路况信息包括无人机平台实时采集的视频信息；数据处理模块用于基于路况信息进行运算、分析，得到分析结果；预警模块与数据处理模块连接，预警模块用于基于分析结果进行道路状态预警。通过无人机对道路情况进行实时采集，以车辆以及车道线为分析目标，进行车辆识别、跟踪以及车道线识别。基于车道线与车辆的位置关系以及车速变化曲线，实现高速公路的车流量监测以及拥堵预测。

技术研发人员：唐项亮,徐浩东,孙付龙,李磊
受保护的技术使用者：阜阳交通能源投资有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15