CN105118287A - 道路交通标志信息普查系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种道路交通标志信息普查系统，包括手持智能终端和数据存储服务器，手持智能终端包括用于访问Internet的装置、GPS装置、摄像装置、图像采集模块、用户界面及逻辑控制模块、桩号计算模块、网络通信模块、图像显示模块和地图显示模块，数据存储服务器包括通信模块、数据库操纵模块和交通标志信息数据库。本发明使用灵活，能够方便地采集个别新增或者经过更新、替换的交通标志数据，是行车过程中批量采集交通标志信息的一种有效补充；本发明能够将采集到的个别交通标志数据保存在本地，或者上传到云端的数据存储服务器，及时更新和完善交通标志信息化数据。

Description

道路交通标志信息普查系统

技术领域

本发明属于智能交通领域，特别是一种道路交通标志信息普查系统。

背景技术

国家公路网规划调整对公路标志普查及优化提出了迫切需求。国家公路网的规划调整，要求交通标志标线与之相适应，以满足不同功能道路运行与安全的需要。高速公路重命名及编号工作必须与交通标志的调整协调一致，规范标准的制定及调整也必须建立在对现有交通标志的普查、评估及优化的基础之上。

随着物联网、车联网、传感网等概念与技术的发展，交通智能化水平得到极大提高，同时，也对基础设施智能信息化水平及人员的管理水平提出了更高的要求。在交通标志方面，现有导航设备可以提供部分限速、测速监控、指路标志等信息，但是仍存在信息不全、更新滞后的问题。在交通标志的日常维护与管养时，对道路交通标志的属性、位置、状态及其与周边道路环境的关系等没有建立完整的数据库，对交通标志的增减或者调整，也未能在数据库中予以体现，而这仅仅是交通标志智能信息化最基础的内容之一。通过在交通标志普查，建立交通标志的全网(全国公路网)数据库，是未来交通标志的信息化基础。

交通标志普查是道路运营与管理阶段的重要工作。交通标志在运营管理阶段是一个动态变化的设施，对其普查及调整优化是日常重要工作之一。目前，多数城市对交通标志的普查主要基于人工手段，这种方式存在调查效率低、精度差、数据统计分析麻烦、外业及内业任务繁重等不足。另外一个缺点在于调查所得的交通标志信息，仅有桩号信息，没有其它可用于联网的位置信息，因此难以加载于全线或全网，也难以与其它等级相同道路的横向对比分析；并且，对于新增或更改的个别交通标志，集中普查无法兼顾，也不经济。

发明内容

本发明的目的在于提供一种道路交通标志信息普查系统。

实现本发明目的的技术解决方案为：一种道路交通标志信息普查系统，包括手持智能终端和数据存储服务器，所述手持智能终端包括用于访问Internet的装置、GPS装置、摄像装置、图像采集模块、用户界面及逻辑控制模块、桩号计算模块、网络通信模块、图像显示模块和地图显示模块；

所述图像采集模块与用户界面及逻辑控制模块相连，接收用户界面及逻辑控制模块发送的图像采集命令，将摄像装置采集到的交通标志原始图像发送给用户界面及逻辑控制模块，用户界面及逻辑控制模块将压缩处理后的交通标志图像发送给图像显示模块；

所述GPS装置与用户界面及逻辑控制模块相连，将手持智能终端所在位置的GPS数据发送给用户界面及逻辑控制模块，用户界面及逻辑控制模块将其转换成地图坐标系统下的位置数据，然后将交通标志数据通过地图显示模块显示到手持智能终端所在的经纬度坐标点上；

所述用户界面及逻辑控制模块与桩号计算模块相连，将手持终端所在位置的经纬度坐标和参考点的桩号及经纬度坐标发送给桩号计算模块，桩号计算模块确定手持终端所在位置的桩号；

所述网络通信模块用于将采集到的交通标志数据通过Internet上传到数据存储服务器。

与现有技术相比，本发明的显著效果为：

(1)本发明采用半自动化数据采集方式，取代人工纸笔记录方式，极大地提升了工作效率；

(2)本发明使用GPS装置获取地理坐标，自动计算/核算桩号，取代了目测估算方式，极大地提高了数据精度；

(3)本发明使用地理坐标数据给交通标志的照片命名，建立了图片与位置的对应关系，轻松解决了传统方式下图片与位置难匹配的问题；

(4)本发明规范和构建了交通标志数据库，将采集到的数据添加到交通标志数据库，使数据具有可重复利用性；

(5)本发明将当前位置动态显示在电子地图上，将添加或修改的交通标志数据以富标注的形式直接显示在地图上，从而给操作人员形成反馈，操作人员可以依此判断数据的有效性，确保进行了有效操作；

(6)本发明同批量数据采集方式相比，本发明专门针对个别新增或修改的交通标志，使用起来灵活自由，是批量数据采集方式的有效补充，可有效降低成本。

附图说明

图1为本发明的道路交通标志信息普查系统结构框图。

图2为本发明的数据存储服务器的结构框图。

图3为本发明的数据存储服务器的基本工作流程图。

图4为本发明一实施方式的手持智能终端用户界面示意图。

具体实施方式

结合图1，一种道路交通标志信息普查系统，包括手持智能终端和数据存储服务器；手持智能终端和数据存储服务器通过Internet相连，手持智能终端将采集到的交通标志数据发送给数据存储服务器，向数据存储服务器请求特定地理坐标的交通标志数据；其中，手持智能终端包括用于访问Internet的装置、用于获取GPS数据的GPS装置、用于拍照的摄像头、图像采集模块、用户界面及逻辑控制模块、桩号计算模块、网络通信模块、图像显示模块和地图显示模块；

所述摄像头、图像采集模块、用户界面及逻辑控制模块依次相连，图像采集模块接收用户界面及逻辑控制模块发送的图像采集命令，将摄像头采集到的交通标志原始图像发送给用户界面及逻辑控制模块，用户界面及逻辑控制模块将压缩处理后的交通标志图像发送给图像显示模块。

所述GPS装置(已内置数据提取功能，只返回坐标数据)与用户界面及逻辑控制模块相连，将手持智能终端所在位置的GPS数据，即WGS84坐标系统下的经纬度坐标，发送给用户界面及逻辑控制模块，用户界面及逻辑控制模块将其转换成电子地图坐标系统下的位置数据，本实施方式采用BD09坐标系统下的经纬度坐标，进而将交通标志数据通过地图显示模块以富标注的形式显示到手持智能终端所在的经纬度坐标点上。

所述用户界面及逻辑控制模块与桩号计算模块相连，将手持终端所在位置的经纬度坐标和参考点的桩号及经纬度坐标发送给桩号计算模块，桩号计算模块以参考点的经纬度坐标和桩号作为参考，根据当前交通标志的经纬度坐标和立体几何知识，确定当前交通标志的桩号；具体为：

d_lati＝lati_c-lati_r

d_longi＝longi_c-longi_r

$D_{rc}=2R\×arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{d_{lati}}{2}+cos\left({\mathrm{lati}}_c\right)\×cos\left({\mathrm{lati}}_r\right)\×{\sin }^2\frac{d_{longi}}{2}}$

N_c＝N_r+D_rc

其中，输入参数为参考点的经纬度坐标(longi_r,lati_r),当前点的经纬度坐标(longi_c,lati_c)和参考点的桩号N_r，输出参数为当前点的桩号N_c。其余参数的含义如下：d_lati为中间变量，表示当前点和参考点的纬度差值，d_longi为中间变量，表示当前点和参考点的经度差值，R为以千米为单位的地球半径，D_rc为中间变量，表示当前点和参考点之间的距离(千米)。在算法中，首先要算出当前点和参考点坐标之间的距离(以千米为单位)，然后在参考点桩号的基础上加上该距离即为当前点的桩号。

所述网络通信模块，可以是但不限于GPRS或Wifi，或者是它们的组合，用于将采集到的交通标志数据组织成JSON对象，通过Internet上传到数据存储服务器。

进一步的，所述手持智能终端还包括通信及数据解析模块，所述的GPS装置通过串口向外定时发送满足NMEA0183协议的原始GPS数据，通信及数据解析模块首先以异步方式从串口接收数据，其次根据NMEA0183协议规定的相关内容对接收到的不定长字符串进行模式匹配，定位到GPS数据(WGS84坐标系统下的经纬度坐标)，最后将该GPS数据发送给用户界面及逻辑控制模块。

进一步的，所述手持智能终端还包括本地存储模块，当用户网络状况不好时，将采集到的交通标志数据保存在位于手持智能终端上的SD卡中。

上述的交通标志数据包括GPS数据、交通标志图像、交通标志尺寸、交通标志类型、交通标志版面形式、交通标志架设形式、交通标志位于道路的左/右侧和交通标志是否损坏。

结合图2，数据存储服务器包括通信模块、数据库操纵模块和交通标志信息数据库；通信模块首先从Internet接收来自手持智能终端的请求数据，其次根据通信协议从请求数据中获取指令和参数，数据库操纵模块根据这些指令和参数向交通标志信息数据库中添加、查询、删除或修改数据。

本实施方式中给出了四个手持智能终端，分别手持智能终端11、手持智能终端12、手持智能终端13、手持智能终端14，四个手持智能终端功能完全相同，且其数目不局限于4个；

结合图3，数据存储服务器先初始化通信模块和数据库操纵模块，然后进入侦听状态，侦听手持智能终端的连接和请求；当没有手持智能终端连接和请求时，永久保持侦听状态；而当有手持智能终端连接和请求时，开启一个会话实例，即通信模块根据通信协议从请求数据中获取指令和参数，数据库操纵模块根据这些指令和参数执行相应的添加、查询、删除和修改等数据库操纵指令，并将执行结果发送给手持智能终端，最后结束此次会话；该流程对应于一次会话的过程，在实际应用中，数据存储服务器可以同时运行多个会话实例以提高效率，例如使用多线程和多进程等并发服务方式。

结合图4，手持智能终端的用户界面至少需要包含线路名称、检查时间、标志类型、版面形式、架设形式、版面尺寸、左/右侧、桩号、附加信息、拍照按钮、保存数据按钮和地图等元素，而各元素的的布局可以参考但不限于图4所示。

用户界面上各元素的表现形式可以是但不限于：线路名称使用下拉列表，其中的数据从数据存储服务器请求得到，可直接让用户选择，但不可编辑；检查时间使用静态文本，其中的数据通过同步系统时间得到，用户不可编辑；标志类型、左/右侧、版面形式和架设形式分别使用下拉列表，其中的数据均内置在手持智能终端中，可供用户选择，但不可编辑；版面尺寸和附加信息使用文本框，用户可以编辑；拍照按钮为一个按钮，点击后可以打开摄像头拍摄照片；保存数据按钮为一个按钮，点击后可以保存交通标志数据；地图显示手持智能终端当前位置附近的地图，具体显示范围可通过触摸地图进行调节，当添加交通标志数据成功后，会在相应的坐标点处添加一个富标注，该富标注可以包含但不限于交通标志的8项基本信息：线路名称、检查时间、标志类型、版面形式、架设形式、左/右侧、桩号、照片，且照片以缩略图的形式展示在富标注中，点击后会全屏幕放大，再次点击会恢复原状。

Claims (9)

1.一种道路交通标志信息普查系统，其特征在于，包括手持智能终端和数据存储服务器，所述手持智能终端包括用于访问Internet的装置、GPS装置、摄像装置、图像采集模块、用户界面及逻辑控制模块、桩号计算模块、网络通信模块、图像显示模块和地图显示模块；

所述图像采集模块与用户界面及逻辑控制模块相连，接收用户界面及逻辑控制模块发送的图像采集命令，将摄像装置采集到的交通标志原始图像发送给用户界面及逻辑控制模块，用户界面及逻辑控制模块将压缩处理后的交通标志图像发送给图像显示模块；

所述GPS装置与用户界面及逻辑控制模块相连，将手持智能终端所在位置的GPS数据发送给用户界面及逻辑控制模块，用户界面及逻辑控制模块将其转换成地图坐标系统下的位置数据，然后将交通标志数据通过地图显示模块显示到手持智能终端所在的经纬度坐标点上；

所述用户界面及逻辑控制模块与桩号计算模块相连，将手持终端所在位置的经纬度坐标和参考点的桩号及经纬度坐标发送给桩号计算模块，桩号计算模块确定手持终端所在位置的桩号；

所述网络通信模块用于将采集到的交通标志数据通过Internet上传到数据存储服务器。

2.根据权利要求1所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于，所述手持智能终端还包括通信及数据解析模块，所述GPS装置通过串口向通信及数据解析模块定时发送满足NMEA0183协议的原始GPS数据，通信及数据解析模块根据NMEA0183协议对接收到的不定长字符串进行模式匹配，定位到GPS数据，然后将该GPS数据发送给用户界面及逻辑控制模块。

3.根据权利要求2所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于，所述GPS数据为WGS84坐标系统下的经纬度坐标。

4.根据权利要求3所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于，所述用户界面及逻辑控制模块将WGS84坐标系统下的经纬度坐标转换成BD09坐标系统下的经纬度坐标。

5.根据权利要求1所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于，所述手持智能终端还包括本地存储模块，用于存储采集到的交通标志数据。

6.根据权利要求1所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于，所述网络通信模块将采集到的交通标志数据组织成JSON对象，通过Internet上传到数据存储服务器。

7.根据权利要求1所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于：所述的交通标志数据包括GPS数据、交通标志图像、交通标志尺寸、交通标志类型、交通标志版面形式、交通标志架设形式、交通标志位于道路的左/右侧和交通标志是否损坏。

8.根据权利要求1所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于：所述的桩号计算模块以参考点的经纬度坐标和桩号作为参考，根据当前交通标志的经纬度坐标和立体几何知识，确定当前交通标志的桩号；具体为：

d_lati＝lati_c-lati_r

d_longi＝longi_c-longi_r

$D_{rc}=2R\×arcsin\sqrt{{\sin }^2\frac{d_{lati}}{2}+cos\left({\mathrm{lati}}_c\right)\×cos\left({\mathrm{lati}}_r\right)\×{\sin }^2\frac{d_{longi}}{2}}$

N_c＝N_r+D_rc

其中，输入参数为参考点的经纬度坐标(longi_r,lati_r),当前点的经纬度坐标(longi_c,lati_c)和参考点的桩号N_r，输出参数为当前点的桩号N_c；d_lati为中间变量，表示当前点和参考点的纬度差值，d_longi为中间变量，表示当前点和参考点的经度差值，R为以千米为单位的地球半径，D_rc为中间变量，表示当前点和参考点之间的距离。

9.根据权利要求1-8任意一项所述的道路交通标志信息普查系统，其特征在于：所述数据存储服务器包括通信模块、数据库操纵模块和交通标志信息数据库；

通信模块接收来自手持智能终端的请求数据，根据通信协议从请求数据中获取指令和参数，数据库操纵模块根据所述的指令和参数向交通标志信息数据库中添加、查询、删除或修改数据。