CN102509467A - 基于移动手持设备的交通信息展示系统及其信息获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于移动手持设备的交通信息展示系统，属于智能交通领域，包括数字摄像机、视频编码器、视频分析器、服务器、客户端；其中视频编码器接收数字摄像机采集到的视频，然后将其编码成不同比特率的视频流文件；视频分析器对采集到的视频进行相关的视频分析，然后将分析结果同编码后的视频流一起传输给服务器；服务器按照客户端的要求转发接收到的视频流；客户端为移动手持设备，用于与用户进行交互，提供路况视频及其他相关的交通信息。本发明还公开了该系统的信息获取方法，用户可以根据实时获取的信息选择所要经过的线路。本发明采用适应流媒体传输方式，实现视频流的传输、接收与显示，结合电子地图实现实时路况信息的显示。

Description

基于移动手持设备的交通信息展示系统及其信息获取方法

技术领域

本发明涉及智能交通相关交通信息的展示系统，并且包括交通视频的分析与显示，属于智能交通和视频处理等技术领域。

背景技术

近年国内的经济快速发展和机动车急剧增加，导致了现有交通设施不胜负荷的局面，使国内道路交通滞后的矛盾日益突出，这种矛盾不仅反映在一些较发达地区的城市市区交通上，同时也反映在国内公路的交通上。

虽然近年来城市交通道路建设力度加大，还是不能解决交通状况日益恶化的情况。在这样的背景之下，ITS（Intelligent Transportation System, 智能交通系统）应运而生。

智能交通系统是目前公认的能全面有效地解决交通运输领域，特别是交通拥挤、交通阻塞、交通事故和交通污染等问题的最佳途径。多年来国内外实践经验也证明单纯依靠修建道路基础设施解决城市交通问题是不能奏效的，除了要有相应的宏观交通政策予以支持外，现代化的交通管理是十分重要的一环。通信技术、计算机技术等高新技术的不断发展，为交通管理提供了解决交通问题的新思路和新手段，对提高交通的有序化、机动性、安全性，最大限度地发挥现有道路系统的交通效率提供了有力的技术支持。

ITS采用信息与通信技术、图像处理技术、计算机技术、控制技术等对传统交通运输系统进行深入的改造，从公民角度出发这样改造是要提示最佳路由，减少出行时间，达到降低燃油消耗的目的，从社会角度出发是要提高现有交通系统资源的使用效率与安全性，减少资源的消耗和环境污染。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对背景技术中涉及的城市交通问题，提出一种基于移动手持设备的交通信息展示系统。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种基于移动手持设备的交通信息展示系统，包括：数字摄像机、视频编码器、视频分析器、服务器、客户端；其中：

所述数字摄像机设置于各交通路口，用于拍摄各交通路段的视频图像；所述视频编码器接收数字摄像机采集到的视频，然后将其编码成不同比特率的视频流文件；所述视频分析器对采集到的视频进行相关的视频分析，然后将分析结果同编码后的视频流一起传输给服务器；所述服务器按照客户端的要求转发接收到的视频流；所述客户端为移动手持设备，用于与用户进行交互，提供路况视频及其他相关的交通信息。

进一步的，本发明的基于移动手持设备的交通信息展示系统，所述移动手持设备为手机或导航仪。

进一步的，本发明的基于移动手持设备的交通信息展示系统，所述视频分析器和视频编码器集成在数字摄像机中，采用DSP实现具体的分析和编码算法。

为解决上述技术问题，进一步的，本发明还提供一种基于移动手持设备的交通信息展示系统的信息获取方法，包括实时视频流获取方法、交通信息获取方法，其中，

1）实时视频流获取方法包括如下步骤：

步骤1-1,客户端根据获取到的地图数据，显示出相应的地图信息；

步骤1-2，当用户想查看某个路口的视频信息时，通过客户端向服务器请求发送与该路口对应的摄像头所拍摄的实时视频流；

步骤1-3，当服务器收到请求后，采用现有的视频编码算法，将对应的视频流编码成多种不同比特率的数据流文件发送到客户端，然后客户端对获取的数据流文件缓冲、解码并显示；

2）交通信息获取方法包括如下步骤： 

步骤2-1，采用已有的背景建模、提取前景及背景更新算法对获取到的交通路段视频图像进行分析，得到交通拥堵信息、车辆数信息及车牌号信息；

步骤2-2，根据客户端的请求发送步骤2-1得到的交通信息。

进一步的，前述的基于移动手持设备的交通信息展示系统的信息获取方法，所述服务器采用自适应流的方法向客户端发送数据，具体如下：

步骤a，客户端与服务器建立连接后，服务器根据客户端的状态文件得到客户端的带宽情况，然后服务器开始以最低的码率发送视频流，并逐渐升高发送视频的比特率，直至接近客户端的带宽为止；

步骤b，此后，在数据传输的过程中，当客户端的可用带宽发生变化时，服务器及时更改发送码流的比特率，以满足视频的最大清晰度和最大流畅度。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：

本系统在移动终端上将电子地图与路况视频相结合，让用户能够查看地图上的路线的同时可以查看出行路线上各个路口的视频信息，随时获取路况信息，前方有拥堵是可以立即更改路线，节省时间。

另一大优点是在电子地图上标记出交通事故频发的路段，即：根据公安部门对每个路口发生交通事故的统计，相应的把统计数据以提示的形式显示到电子地图上相应的路口，这样可以提示用户当行驶到该路段时减速慢行，以减少交通事故的发生。

同时，用户不仅可以查看路口的视频信息，其他的拥堵信息等均可查看。这包括；交通拥堵信息、是否发生交通事故、车辆计数和车牌识别。

综上所述，基于移动终端的交通信息查看，对每个用户来说非常方便，他们能够随时查看各个路口的路况信息，选择最佳的出行路线，既省时又省力。因此，这对于解决交通拥挤、交通阻塞、交通事故和交通污染等问题都有很好的效果。

附图说明

图1是系统总体结构图。

图2是系统内部间通信过程图。

图3是服务器端流程图。

图4是客户端流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

如图1是依据本发明的基于移动手持设备的交通信息展示系统的结构示意图，系统由数字摄像机、视频编码器、视频分析器、服务器和客户端五部分组成。

其中，各部分的分工如下：

数字摄像机负责实时采集各路段的视频，拍摄路况视频。

视频编码器负责接收数字摄像机采集到的视频，然后将其压缩编码成不同比特率的自适应流文件，方便在网络中传输。

视频分析器负责对采集到的视频进行相关的视频分析，包括：车辆计数、车牌识别、拥堵信息及是否发生交通事故等，然后将分析结果同编码后的视频流一起传输给服务器。

如图2所示，服务器负责将接收到的视频流缓存，按照客户端的要求进行转发；客户端发出查看视频请求时，服务器与客户端建立连接，然后发送相应的实时流。发送时采用的是自适应流，发送的视频比特率是根据客户端带宽随时变化的，以满足视频的最大清晰度和流畅度。

客户端是移动手持设备，且是智能终端，如手机、车载导航仪等。它负责电子地图载入、实时路况视频接收与显示以及其他交通信息的查看。交通信息包括：电子地图、交通事故频发路段警示、交通视频信息、交通拥堵信息、是否发生交通事故、车辆计数和车牌识别。

电子地图是能够提供搜索和定位功能，并且当搜索或定位到某个地方时，地图上显示目标地点周围1公里（或者几公里）范围的摄像头标记和交通事故频发路段的提示。如果点击摄像头标记，会继续提供路况视频和相关交通信息等。

交通事故频发路段警示是指，根据公安部门的对各个路口交通事故发生频率的统计，在电子地图上将这些统计数据以警示颜色的形式显示到相应路口上，以提示用户当行驶到该路段时减速慢行。

交通视频信息是指，客户端能够实时查看到前端数字摄像机拍到对应某个路口的视频。

交通拥堵信息是由视频分析器实现，分析当前路口的拥堵状况，给出很堵、较堵、通畅等多个级别的拥堵情况。

是否发生交通事故是由视频分析器实现，分析当前路口是否发生交通事故，以便及时进行处理，同时也能及时保持道路通畅。

车辆计数和车牌识别也是由视频分析器实现，计算通过路口的车辆数以及对车牌进行识别，同时计算车辆数也是为判断拥堵提供了依据。

所述视频分析器和视频编码器是与服务器分开的，二者需整合到前端的数字摄像机中，有DSP实现具体的分析和编码算法。

视频编码器将采集到的视频编码成自适应流文件依据的传输协议是HTTP协议，具体的文件形式是包含几种不同比特率（如400k、1m等）的流文件。之所以采用自适应流文件传输，是因为自适应流具有以下的优点：（1）不需要各节点特殊的服务器，一般的HTTP服务器或代理就可以，所以部署成本便宜；（2）提供更好的可扩展性和影响力，可以动态地适应差的网络条件并能减少“最后一英里”问题；（3）让观众适应视频的内容，而不是要求内容提供商猜测多大的比特率适合他们的观众；（4）快速的启动和寻道时间，因为它的启动和寻道过程是从最低比特率开始逐步升高已达到一个合适的比特率；（5）不用缓冲，不会断开，播放过程也不会卡（只要用户符合最低的比特率要求）；（6）基于网络条件和CPU能力对比特率无缝切换；（7）流畅的播放体验。

服务器只负责两部分工作：一是接收视频分析器的分析结果并转发；二是接收视频编码器输出的视频流并转发。服务器不负责编码，因为这样会降低服务器的效率。

实施例1：由图1所示，智能交通中基于移动手持设备的交通信息展示系统包括：数字摄像机、视频编码器和视频分析器、服务器，以及客户端。

本实例中，数字摄像机采用通用的道路摄像机即可；视频编码器编成统一格式的自适应流，供传输与显示；视频分析器采用已有的视频分析算法，对采集的视频进行分析，具体实现是把分析和编码的算法固化到DSP芯片中，这样将二者整合到前端摄像头处，以减少服务器的压力，让服务器只负责转发，提高效率。

本系统中，服务器端的实现如图3流程图所示，服务器接收各个路口编码后的视频流，并缓存，同时，服务器实时监听客户端的消息。

当收到客户端的请求时，服务器对请求进行分析，检查客户端需要哪个路口的拥堵信息及视频流，之后服务器的操作分为两步：一是发送该路口的拥堵信息到该客户端；二是发送最低码率的视频流到客户端，并进一步查看客户端能够提供的带宽是多大。

获取到客户端的视频信息后，服务器逐渐发送较大码率的视频流到客户端，发送的过程中，服务器依然监测客户端的带宽是否发生变化，若发生变化，则改成与客户端带宽相近的码流发送，此过程一直持续到客户端取消请求位置。

上述服务器的自适应流发送过程，保证了用户最大清晰度和最大流畅度的观看交通视频。

本系统中，客户端的实现如图4所示，主程序中显示电子地图，并具有搜索和定位功能。当搜索或定位到某个地方时，地图上显示目标地点周围1公里（或者几公里）范围的摄像头标记。用户可以查看每个用摄像头标记过的路口的路况视频和其他相关信息。

除标记摄像头外，地图上还会标记出目标地点周围交通事故频发路段，当行至这些地点时，会起到警示作用，减少交通事故的发生。

当查看除路况外的其他信息时，客户端与服务器建立连接，之后接收服务器发送的相关信息并显示即可。

当点击查看该路况的视频信息时，客户端与服务器建立连接，之后接收服务器发送过来的视频流，并显示出来，同时客户端发送此时的带宽信息到服务器，要求发送低于此带宽的码流数据。当客户端可用带宽发生变化时，会及时告知服务器，改变发送码流的比特率。 

以上内容为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种基于移动手持设备的交通信息展示系统，其特征在于，包括：数字摄像机、视频编码器、视频分析器、服务器、客户端；其中：

所述数字摄像机设置于各交通路口，用于拍摄各交通路段的视频图像；所述视频编码器接收数字摄像机采集到的视频，然后将其编码成不同比特率的视频流文件；所述视频分析器对采集到的视频进行相关的视频分析，然后将分析结果同编码后的视频流一起传输给服务器；所述服务器按照客户端的要求转发接收到的视频流；所述客户端为移动手持设备，用于与用户进行交互，提供路况视频及其他相关的交通信息。

2.根据权利要求1所述的基于移动手持设备的交通信息展示系统，其特征在于，所述移动手持设备为手机或导航仪。

3.根据权利要求1所述的基于移动手持设备的交通信息展示系统，其特征在于，所述视频分析器和视频编码器集成在数字摄像机中，采用DSP实现具体的分析和编码算法。

4.一种如权利要求1所述的基于移动手持设备的交通信息展示系统的信息获取方法，其特征在于，包括实时视频流获取方法、交通信息获取方法，其中，

1）实时视频流获取方法包括如下步骤：

步骤1-1,客户端根据获取到的地图数据，显示出相应的地图信息；

步骤1-2，当用户想查看某个路口的视频信息时，通过客户端向服务器请求发送与该路口对应的摄像头所拍摄的实时视频流；

步骤1-3，当服务器收到请求后，采用现有的视频编码算法，将对应的视频流编码成多种不同比特率的数据流文件发送到客户端，然后客户端对获取的数据流文件缓冲、解码并显示；

2）交通信息获取方法包括如下步骤： 

步骤2-1，采用已有的背景建模、提取前景及背景更新算法对获取到的交通路段视频图像进行分析，得到交通拥堵信息、车辆数信息及车牌号信息；

步骤2-2，根据客户端的请求发送步骤2-1得到的交通信息。

5.根据权利要求4所述的基于移动手持设备的交通信息展示系统的信息获取方法，其特征在于，所述服务器采用自适应流的方法向客户端发送数据，具体如下：

步骤a，客户端与服务器建立连接后，服务器根据客户端的状态文件得到客户端的带宽情况，然后服务器开始以最低的码率发送视频流，并逐渐升高发送视频的比特率，直至接近客户端的带宽为止；

步骤b，此后，在数据传输的过程中，当客户端的可用带宽发生变化时，服务器及时更改发送码流的比特率，以满足视频的最大清晰度和最大流畅度。

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