CN104537879A - 用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法 - Google Patents

Abstract

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，包括：a)接收定位信号；b)计算位置并授时；c)判断是否达到采样周期；d)计算平均速率；e)发送路况信息数据和查询条件请求数据；f)路况信息数据的接收和存储；g)查询数据的检索和反馈；h)接收数据并显示。本发明的方法，可将道路上车辆的速度和位置直观、形象地显示出来，使得驾驶人员可快速地获取道路状况信息，如选择车流速度较快的道路或车道行驶，以避开前方发生事故的道路或车道，缓解了交通高峰时段的道路拥堵，为选择合适的道路、提前壁障、减轻交通拥堵、减少交通事故，提供了有力保障；有益效果显著，便于推广应用。

Description

用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法

技术领域

本发明涉及一种用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，更具体的说，尤其涉及一种便于驾驶人员获取道路的即时交通状况信息的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法。

背景技术

随着汽车行业和导航技术的发展，交通出行规划日益被人们重视，寻求一种有效的实时交通路况采集和表达方法，已成为相关行业的一项任务。

目前，在实时交通路况信息采集和发布方面，通常需要通过定点采集（例如：视频监控、预埋线圈或预设传感器测量）、人工反馈（例如：电话反馈、移动终端程序反馈）等方法来获得路况信息，然后通过广播、TMC（实时交通信息Traffic Message Channel）、地图实时路况等手段，向外发布，驾乘人员可以通过收听广播、接收信息、同步地图等方式来获取路况信息。

在路况信息采集方面，这些方法和手段都或多或少存在一定的缺点。定点采集的方法，由于受视野、测量位置的限制，无法较为全面的了解路况，要想弥补这个缺陷，只有通过架设安装更多的摄像头、设置更多的检测传感器等设施来实现，但这种方式无论在安装和使用方面，还是在日常维护、保养方面，都存在费用高、采集信息范围小等缺点。

人工反馈交通路况信息则可以有效的增加采集路况信息的范围，参与人工反馈路况信息的多数为驾驶人员，他们对交通状况非常关心，主动地提供路况信息，和大家共享信息。但由此带来了最大的问题，是当他们对交通路况信息进行反馈的时候，绝大多数都是出于驾驶状态，而无论他们通过打电话还是通过操作手机软件的方式，都会大大增加交通安全隐患。

在路况信息发布方面，广播和TMC的途径，从信息的采集到广播发布，有一段较为长的时间，发布的路况也就成了“过去式”，而且发布的交通路况信息也不可能面面俱到，只能滚动广播，提供某一时段较为重要路段的信息和一些被反馈了的突发情况等。

地图软件的实时交通路况可以说给我们提供了一个较为直观的交通状况，但显示的路况信息更新周期长，尤其是在一些突发事故等情况下，上游车辆无法及时了解事故或障碍所在的车道，无法做到提前变更车道，容易造成较大面积的拥堵和交通事故。

发明内容

本发明为了克服上述技术问题的缺点，提供了一种用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特别之处在于，通过以下步骤来实现：a).接收定位信号，车载信息终端接收北斗、GPS或者格洛纳斯卫星定位系统的定位信号；b).计算位置并授时，车载信息终端根据接收的定位信号计算出车辆所在的具体地理位置信息                                                ，同时记录卫星的授时时间；c).判断是否达到采样周期，车载信息终端判断是否达到预先设定的采用周期，如果达到，则执行步骤d)；如果没有达到，则执行步骤a)；d).计算平均速率，根据在设定的采样周期时间内车辆移动的位移，计算出该采样周期内车辆的平均移动速率；执行步骤e)；e).发送路况信息数据和查询条件请求数据，车载信息终端通过移动通信网络向数据中心服务器发送包含车辆、当前时间、车辆地理位置、当前采用周期内的平均移动速率在内的路况信息数据，以及包含查询时间和查询范围在内的查询条件请求数据；执行步骤f)；f).路况信息数据的接收和存储，数据中心服务器接收到车载信息终端发送的数据包后，首先对其进行解压缩，然后对接收的路况信息数据按照地理位置和时间进行存储，以方便数据的索引和查询；g).查询数据的检索和反馈，数据中心服务器根据接收的车载信息终端发送的查询条件请求数据，首先根据查询范围找到对应区域，然查询将该区域内所有车载信息终端上传的与查询时间同一时刻或与查询时间最接近时刻的数据，将包含车辆地理位置和平均速率在内的数据发送至发送请求的车载信息终端上；h).接收数据并显示，车载信息终端接收到数据中心服务器返回的数据包后，解压出查询范围内所有车辆的地理位置和平均速率数据，车辆的不同平均速率用不同颜色的伪彩色来代表，根据车辆的地理位置信息将其在车载信息终端的电子地图上显示出来，以便给驾驶员提供形象、直观的交通路况信息。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，步骤b)中应结合卫星的精确定位功能使车辆位置的定位精度达到m级，以便驾驶员通过电子地图可分辨出道路上每个车道上的车辆信息；车载信息终端所记录的授时时间精确到秒。车辆位置的定位精度优于2m即可满足要求。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，为了避免采样周期过短时数据流量的消耗以及过长时无法保证路况信息的即时性，步骤c)中所述的采样周期的取值范围为：1s＜＜60s。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，步骤d)中所求取的平均移动速率精确到1m/s或者3km/h。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，步骤e)中所述的查询条件请求数据中的查询时间可以与路况信息数据中的时间相同，所述的查询范围为车载信息终端所显示的电子地图所对应的地理区域，所发送的查询范围信息为电子地图四个顶角的地理位置坐标。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，步骤f)中数据中心服务器对解压后的路况信息数据进行存储的过程中，首先按照地理位置进行分区域存储，然后再在相同区域内按照时间进行存储，以便加快数据的索引和查询速度。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，步骤g)中对于公众所使用的车载信息终端只能获取查询范围内车辆的地理位置和平均速率信息，对于具有依法查询权限的国家相关机关可获取车辆的信息；步骤g)中，数据中心服务器通过判断发现某车载信息终端请求数据的视野范围较大，已经无法在车载信息终端的电子地图上清晰的绘制相邻最近的两个点时，可以根据其视野范围，采用随机抽样的方法选取数据，一方面可以避免较多数据造成的传输困难，另一方面还可以保证较为真实的数据信息。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，步骤h)中，在划分颜色的分界时，按照每5km/h为一个档，采用不同的颜色对车辆的平均速率进行标注。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，在车辆的平均速率用颜色表示时，红色表示较低的速度，黄色表示中速度，绿色或蓝色表示较高的速度，超速的车辆用闪烁的颜色表示。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，具体速度对应颜色的确定，采用速度值在关键点速度的RGB颜色采用插值法获取，关键点速度的RGB颜色值分别为：0km/h对应的RGB值分别为255、0、0，40km/h对应的RGB值分别为255、255、0，80km/h对应的RGB值分别为255、0、255，120km/h对应的RGB值分别为0、255、255，160km/h对应的RGB值分别为0、0、255，200km/h对应的RGB值分别为255、0、255。

本发明的有益效果是：本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，车载信息终端周期性地将车辆的、当前时间、车辆地理位置、平均移动速率以及所要查询的信息上传至数据中心服务器，数据中心服务器将接收的路况信息数据进行存储，并将车辆所要获取范围内的车辆的位置和速率发送至车载信息终端上，车载信息终端接收到车辆的信息后，用不同的颜色代表不同的速率，按照车连的位置坐标将其在车载信息终端的电子地图上显示出来，这样就将电子地图所包括的道路上所有车辆的行驶速度和位置直观、形象地显示出来，使得驾驶人员可快速地获取道路状况信息，如选择车流速度较快的道路或车道行驶，以避开前方发生事故的道路或车道，缓解了交通高峰时段的道路拥堵，为选择合适的道路、提前壁障、减轻交通拥堵、减少交通事故，提供了有力保障；有益效果显著，便于推广应用。

本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法的优点主要体现在：

（1）、更高的精确度。由于采用了卫星定位系统，对道路上的车辆运行信息能够更准确的获得，包括他们各自的位置、速度；

（2）、更及时地获得路况信息。由于信息终端采样周期设置时间较短，可以更及时地获得周围车辆的信息，相对于传统方式，即时性更强；

（3）、更直观的反应路况信息。通过将一定范围内的车辆位置和速度，用不同颜色的点表现在电子地图上，可以给驾乘人员更形象、更直观的认识，能够及时掌握相关道路的信息，包括哪条车道有障碍、车流多、车流方向、车流速度，从而为选择合适的道路、提前壁障、减轻交通拥堵、减少交通事故，提供了有力保障；

（4）、安全性高。由于整个信息采集和反馈过程不需要人工干预，能够有效提高司机的驾驶注意力，对于原有的电话、终端输入信息反馈路况更安全；

（5）、实现成本低、可靠性高。通过在普通导航上加装通信模块并结合软件升级即可实现，在手机上只需要安装软件即可实现，相对于固定监控、监测设备、电台播报等方式成本更低，可靠性更高。

附图说明

图1为本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法的原理图；

图2为本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图与实施例对本发明作进一步说明。

如图1所示，给出了本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法的原理图，所示的车载信息终端装载在车辆上，其可获取卫星定位信息、通过电子地图显示道路状况以及通过无线网络与远端的数据中心服务器进行通信。车载信息终端以固定的周期将车辆的、位置信息、时间信息、采样周期内的平均速率上传至数据中心服务器上，数据中心服务器接收所有车载信息终端上传的数据并进行存储。车载信息终端与数据中心服务器之间的传输，可以通过移动网络利用2G、3G、4G或其他无线网络来实现。

数据中心服务器根据车载信息终端的查询请求，将查询范围内的所有车辆的与查询时间最为接近的信息发送至车载信息终端上，车载信息终端将接收的所有车辆的信息，以不同的颜色代表不同的速率（或速率区间），将其在车载信息终端的电子地图上显示出来，以形象、直观地显示当前道路和车道上的车流情况，以便驾驶人员选择正确的行驶道路和车道。

通过数据中心服务器的强大处理能力，将整体路况信息分片段地发送回每个终端设备，借助卫星授时的同步性，可以更为准确、及时、全面地了解交通路况信息，尤其是在显示方面，通过对不同速率采用不同颜色的点来同时表示一个路况信息采集终端的位置和速度，将大量的终端采集到的数据一起表现在电子地图上，就形成了一副伪彩色的交通流点状云图。

如图2所示，给出了本发明的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法的流程图，下面结合附图1和附图2对其进行详细说明：

在步骤401中，n个车载信息终端接收卫星定位系统的定位信号，然后执行步骤402。

在步骤402中，n个车载信息终端根据卫星信号自行计算各自的位置和时间, n个车载信息终端所获取的位置和时间分别为（X1，Y1，t1），（X2，Y2，t2），（X3，Y3，t3），...,（Xn，Yn，tn）,位置精确到米，时间精确到秒，；然后执行步骤403。

在步骤403中，n个车载信息终端分别根据当前时间和各自系统设定的采样周期（通常采样周期设定为5秒的整数倍，最长不超过1分钟）T1，T2，T3，... Tn，判断是否达到采样周期，若达到采用周期，则执行步骤404，若为否，则继续执行步骤401。

在步骤404中，n个车载信息终端根据路径长度和采样周期计算平均速率，V1，V2，V3,...，Vn，然后执行步骤405。

在步骤405中，n个车载信息终端将各自采集的路况信息数据（ID1、X1、Y1、V1、t1），（ID2、X2、Y2、V2、t2），（ID3、X3、Y3、V3、t3），...，（IDn、Xn、Yn、Vn、tn），以及查询条件请求数据（当前信息终端电子地图显示的范围）R1，R2，R3，...，Rn统一压缩（压缩的目的是为了节约数据流和传输时间），并通过数据网络发送给互联网数据中心，然后执行步骤406。

在步骤406中，互联网数据中心，先将n个车载信息终端发送来的数据解压缩，按照n个车载信息终端所处的地理位置，找到数据库中对应的分块数据区，再按照时间先后，将位置信息和速率信息更新到数据库中。随后，执行步骤407。

在步骤407中，互联网数据中心，分别根据n个车载信息终端的查询请求条件（查询时间、查询范围）逐个计算、查询检索数据，然后将符合该查询时间和范围条件的数据（只包括数据库中已有的符合条件的各信息终端的位置和速率，同时为了保护隐私，信息终端的ID不会发送给普通查询用户）分别压缩并分别发送回相应的车载信息终端。

在检索的过程中，首先按照检索的范围，选定当前时间位于该范围内的各个信息终端的ID，然后将他们的最新位置和速率信息作为查询结果数据。当信息终端地图比例尺太小，显示的地图范围太大时，为了兼顾查询效果和运算时间，数据中心可以根据地图比例尺和分辨率的最佳匹配，对范围内的数据进行抽样选取。不同的信息终端设定的采样周期不尽相同，为此采用采集与查询同步进行的方式，周期越短，对交通路况信息采集的贡献度越大，因此也可以获得更多的路况信息，保持了信息的对称和资源共享的公平。执行步骤408。

在步骤408中，n个车载信息终端接收到各自的查询数据后进行解压缩，计算出每个信息终端的位置和速率信息，并将位置信息转化为信息终端的显示坐标，同时根据他们的速率数据，匹配提前设定的颜色，然后将数据包中所有的数据逐一用彩色的点在电子地图上叠加显示出来，至此，即完成了一次采集和查询并用伪彩色点状云图的显示交通路况的过程。

如表1所示，采用速度值在关键点速度的RGB颜色采用插值法获取：

表   1

关键点速度的RGB颜色值分别为：0km/h对应的RGB值分别为255、0、0，40km/h对应的RGB值分别为255、255、0，80km/h对应的RGB值分别为255、0、255，120km/h对应的RGB值分别为0、255、255，160km/h对应的RGB值分别为0、0、255，200km/h对应的RGB值分别为255、0、255。

本发明采用客户端/服务器（C/S）模式，将具有卫星定位和数据通信的终端设备作为客户端，定时自动发送采集数据和查询数据给服务器，服务器不断更新路况信息的数据库，并通过检索计算将交通路况数据分别反馈给每个客户端，再由每个客户端进行计算和显示。

Claims (10)

1.一种用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于，通过以下步骤来实现：

a).接收定位信号，车载信息终端接收北斗、GPS或者格洛纳斯卫星定位系统的定位信号；

b).计算位置并授时，车载信息终端根据接收的定位信号计算出车辆所在的具体地理位置信息                                               ，同时记录卫星的授时时间；

c).判断是否达到采样周期，车载信息终端判断是否达到预先设定的采用周期，如果达到，则执行步骤d)；如果没有达到，则执行步骤a)；

d).计算平均速率，根据在设定的采样周期时间内车辆移动的位移，计算出该采样周期内车辆的平均移动速率；执行步骤e)；

e).发送路况信息数据和查询条件请求数据，车载信息终端通过移动通信网络向数据中心服务器发送包含车辆、当前时间、车辆地理位置、当前采用周期内的平均移动速率在内的路况信息数据，以及包含查询时间和查询范围在内的查询条件请求数据；执行步骤f)；

f).路况信息数据的接收和存储，数据中心服务器接收到车载信息终端发送的数据包后，首先对其进行解压缩，然后对接收的路况信息数据按照地理位置和时间进行存储，以方便数据的索引和查询；

g).查询数据的检索和反馈，数据中心服务器根据接收的车载信息终端发送的查询条件请求数据，首先根据查询范围找到对应区域，然查询将该区域内所有车载信息终端上传的与查询时间同一时刻或与查询时间最接近时刻的数据，将包含车辆地理位置和平均速率在内的数据发送至发送请求的车载信息终端上；

h).接收数据并显示，车载信息终端接收到数据中心服务器返回的数据包后，解压出查询范围内所有车辆的地理位置和平均速率数据，车辆的不同平均速率用不同颜色的伪彩色来代表，根据车辆的地理位置信息将其在车载信息终端的电子地图上显示出来，以便给驾驶员提供形象、直观的交通路况信息。

2.根据权利要求1所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：步骤b)中应结合卫星的精确定位功能使车辆位置的定位精度达到m级，以便驾驶员通过电子地图可分辨出道路上每个车道上的车辆信息；车载信息终端所记录的授时时间精确到秒。

3.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：为了避免采样周期过短时数据流量的消耗以及过长时无法保证路况信息的即时性，步骤c)中所述的采样周期的取值范围为：1s＜＜60s。

4.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：步骤d)中所求取的平均移动速率精确到1m/s或者3km/h。

5.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：步骤e)中所述的查询条件请求数据中的查询时间可以与路况信息数据中的时间相同，所述的查询范围为车载信息终端所显示的电子地图所对应的地理区域，所发送的查询范围信息为电子地图四个顶角的地理位置坐标。

6.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：步骤f)中数据中心服务器对解压后的路况信息数据进行存储的过程中，首先按照地理位置进行分区域存储，然后再在相同区域内按照时间进行存储，以便加快数据的索引和查询速度。

7.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：步骤g)中对于公众所使用的车载信息终端只能获取查询范围内车辆的地理位置和平均速率信息，对于具有依法查询权限的国家相关机关可获取车辆的信息；步骤g)中，数据中心服务器通过判断发现某车载信息终端请求数据的视野范围较大，已经无法在车载信息终端的电子地图上清晰的绘制相邻最近的两个点时，可以根据其视野范围，采用随机抽样的方法选取数据，一方面可以避免较多数据造成的传输困难，另一方面还可以保证较为真实的数据信息。

8.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：步骤h)中，在划分颜色的分界时，按照每5km/h为一个档，采用不同的颜色对车辆的平均速率进行标注。

9.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：在车辆的平均速率用颜色表示时，红色表示较低的速度，黄色表示中速度，绿色或蓝色表示较高的速度，超速的车辆用闪烁的颜色表示。

10.根据权利要求1或2所述的用于采集及查询交通路况信息的伪彩色点状云图显示方法，其特征在于：具体速度对应颜色的确定，采用速度值在关键点速度的RGB颜色采用插值法获取，关键点速度的RGB颜色值分别为：0km/h对应的RGB值分别为255、0、0，40km/h对应的RGB值分别为255、255、0，80km/h对应的RGB值分别为255、0、255，120km/h对应的RGB值分别为0、255、255，160km/h对应的RGB值分别为0、0、255，200km/h对应的RGB值分别为255、0、255。