CN109064743B - 交通管理信息自动采集平台 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种交通管理信息自动采集平台，包括：数据上报设备，设置在汽车内部，与GPS定位设备连接，用于定时向城市交通管理服务器上报所述汽车的当前导航位置；GPS定位设备，用于提供所述汽车的当前导航位置；接近感应设备，与所述不间断电源连接，设置在汽车的车窗附近，用于在感应到人体体温时，发出人体目标检测信号；动态分析设备，用于对多帧数据切换图像之间进行同一人体对象的图像内容差异性分析，以判断所述多帧数据切换图像中同一人体对象的动态行为；行为检测设备，用于在所述动态分析设备输出的动态行为属于可疑行为类型时，发出行为报警信号。通过本发明，实现了交通管理信息的自动采集。
Description
技术领域
本发明涉及交通管理领域，尤其涉及一种交通管理信息自动采集平台。
背景技术
智能交通主要是给交通管理者使用的，用于检测控制和管理公路交通，在道路、车辆和驾驶员之间提供通讯联系。它将对道路系统中的交通状况、交通事故、气象状况和交通环境进行实时的监视，依靠先进的车辆检测技术和计算机信息处理技术，获得有关交通状况的信息，并根据收集到的信息对交通进行控制，如信号灯、发布诱导信息、道路管制、事故处理与救援等。
发明内容
为了解决现有技术中交通管理信息采集效率低下且数据不全的技术问题，本发明提供了一种交通管理信息自动采集平台。
其中，本发明至少具有以下两个重要发明点：
(1)在高精度图像处理的基础上，引入了GPS定位设备和定制的动态分析模式，实现对汽车的多参数报警，以对不法分子形成威慑的同时，及时将危情通知汽车相关人员；
(2)利用腐蚀膨胀处理消除边缘噪声性能优于开闭运算处理，以及开闭运算处理保护目标细节优于腐蚀膨胀处理的特性，在对图像进行噪声分布情况分析的基础上，搭建了基于图像内容特征的形态学处理机制，克服了原本呆板的图像处理机制带来的各种缺陷。
根据本发明的一方面，提供了一种交通管理信息自动采集平台，所述平台包括：
数据上报设备，设置在汽车内部，与GPS定位设备连接，用于定时向城市交通管理服务器上报所述汽车的当前导航位置；GPS定位设备，设置在汽车内部，用于接收导航卫星发送的定位信号，以提供所述汽车的当前导航位置；不间断电源，设置在汽车内部，与所述GPS定位设备连接，用于为所述GPS定位设备提供不间断电力供应；接近感应设备，与所述不间断电源连接，设置在汽车的车窗附近，用于在感应到人体体温时，发出人体目标检测信号。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
捕获控制设备，与所述接近感应设备连接，用于在接收到所述人体目标检测信号时，触发车窗附近的摄像头进行汽车环境拍摄，以输出时间上连续的多帧汽车环境图像；区域辨识设备，与车窗附近的摄像头连接，用于接收所述汽车环境图像，获取所述汽车环境图像的各个像素点的各个灰度值，基于每一个像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度确定其是否为边缘像素点，获取所述汽车环境图像中的各个边缘像素点，基于各个边缘像素点以及到每一个边缘像素点的距离小于等于预设像素点数量的各个周围像素点组成所述汽车环境图像中的边缘区域，将剥离所述边缘区域后的汽车环境图像作为非边缘区域。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
点数测量设备，与所述区域辨识设备连接，用于接收所述汽车环境图像中的各个边缘区域和各个非边缘区域，确定每一个边缘区域中的噪声像素点的数量以及每一个非边缘区域中的噪声像素点的数量，累计各个边缘区域中的噪声像素点的数量以获得边缘噪声点总数，累计各个非边缘区域中的噪声像素点的数量以获得非边缘噪声点总数。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
信号发送设备，与所述点数测量设备连接，计算组成所述汽车环境图像中各个边缘区域的各个像素点的总数以获得边缘像素点总数，计算组成所述汽车环境图像中各个非边缘区域的各个像素点的总数以获得非边缘像素点总数，将所述边缘噪声点总数除以所述边缘像素点总数以获得边缘噪声比例，将所述非边缘噪声点总数除以所述非边缘像素点总数以获得非边缘噪声比例，并在所述边缘噪声比例超过所述非边缘噪声比例时，发出边缘处理触发信号，以及在所述边缘噪声比例小于所述非边缘噪声比例时，发出内容处理触发信号；次序处理设备，分别与所述区域辨识设备和所述信号发送设备连接，用于在接收到所述边缘处理触发信号时，对所述汽车环境图像执行先腐蚀后膨胀处理，以获得腐蚀膨胀图像；双层处理设备，分别与所述区域辨识设备和所述信号发送设备连接，用于在接收到所述内容处理触发信号时，对所述汽车环境图像执行先开运算后闭运算处理，以获得开闭运算图像；数据切换设备，分别与所述次序处理设备和所述双层处理设备连接，用于将接收到的腐蚀膨胀图像或开闭运算图像作为形态学处理图像，并输出所述数据切换图像；动态分析设备，与所述数据切换设备连接，用于接收时间上连续的多帧数据切换图像，对所述多帧数据切换图像之间进行同一人体对象的图像内容差异性分析，以判断所述多帧数据切换图像中同一人体对象的动态行为；行为检测设备，与所述动态分析设备连接，用于在所述动态分析设备输出的动态行为属于可疑行为类型时，发出行为报警信号，否则，发出常规行为信号；数据发送接口，分别与所述行为检测设备和所述GPS定位设备连接，用于在接收到所述行为报警信号时，将所述当前导航位置无线发送到汽车所在单位的网络服务器处；其中，所述接近感应设备还用于在感应到的温度不在人体体温范围内时，发出其他目标检测信号。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
多声道扬声器，与所述行为检测设备连接，用于在接收到所述行为报警信号，进行与所述行为报警信号对应的语音报警操作。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中：所述区域辨识设备在所述汽车环境图像中的像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度未超过限量时，确定其为非边缘像素点。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中：所述区域辨识设备在所述汽车环境图像中的像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度超过限量时，确定其为边缘像素点。
更具体地，在所述交通管理信息自动采集平台中：在所述捕获控制设备中，还用于在接收到其他目标检测信号时，停止车窗附近的摄像头进行的汽车环境拍摄。
附图说明
以下将结合附图对本发明的实施方案进行描述，其中：
图1为根据本发明实施方案示出的交通管理信息自动采集平台所采用的车窗附近的摄像头的外形示意图。
具体实施方式
下面将参照附图对本发明的交通管理信息自动采集平台的实施方案进行详细说明。
交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题，尤其以交通安全问题最为严重。采用智能交通技术提高道路管理水平后，每年仅交通事故死亡人数就可减少30％以上，并能提高交通工具的使用效率50％以上。为此，世界各发达国家竞相投入大量资金和人力，进行大规模的智能交通技术研究试验。很多发达国家已从对该系统的研究与测试转入全面部署阶段。智能交通系统将是21世纪交通发展的主流，这一系统可使现有公路使用率提高15％到30％。
随着传感器技术、通信技术、GIS技术(地理信息系统)、3S技术(遥感技术、地理信息系统、全球定位系统三种技术)和计算机技术的不断发展，交通信息的采集经历了从人工采集到单一的磁性检测器交通信息采集到多源的多种采集方式组合的交通信息采集的历史发展过程，同时国内外对交通信息处理研究的逐步深入，统计分析技术、人工智能技术、数据融合技术、并行计算技术等逐步被应用于交通信息的处理中，使得交通信息的处理得到不断的发展和革新，更加满足管理者、用户的需求。
为了克服上述不足，本发明搭建了一种交通管理信息自动采集平台，能够解决相应的技术问题。
图1为根据本发明实施方案示出的交通管理信息自动采集平台所采用的车窗附近的摄像头的外形示意图。1为下方支撑体，2为上方支撑体，3为摄像口，4为摄像指示灯。
根据本发明实施方案示出的交通管理信息自动采集平台包括：
数据上报设备，设置在汽车内部，与GPS定位设备连接，用于定时向城市交通管理服务器上报所述汽车的当前导航位置；
GPS定位设备，设置在汽车内部，用于接收导航卫星发送的定位信号，以提供所述汽车的当前导航位置；
不间断电源，设置在汽车内部，与所述GPS定位设备连接，用于为所述GPS定位设备提供不间断电力供应；
接近感应设备，与所述不间断电源连接，设置在汽车的车窗附近，用于在感应到人体体温时，发出人体目标检测信号。
接着，继续对本发明的交通管理信息自动采集平台的具体结构进行进一步的说明。
在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
捕获控制设备，与所述接近感应设备连接，用于在接收到所述人体目标检测信号时，触发车窗附近的摄像头进行汽车环境拍摄，以输出时间上连续的多帧汽车环境图像；
区域辨识设备，与车窗附近的摄像头连接，用于接收所述汽车环境图像，获取所述汽车环境图像的各个像素点的各个灰度值，基于每一个像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度确定其是否为边缘像素点，获取所述汽车环境图像中的各个边缘像素点，基于各个边缘像素点以及到每一个边缘像素点的距离小于等于预设像素点数量的各个周围像素点组成所述汽车环境图像中的边缘区域，将剥离所述边缘区域后的汽车环境图像作为非边缘区域。
在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
点数测量设备，与所述区域辨识设备连接，用于接收所述汽车环境图像中的各个边缘区域和各个非边缘区域，确定每一个边缘区域中的噪声像素点的数量以及每一个非边缘区域中的噪声像素点的数量，累计各个边缘区域中的噪声像素点的数量以获得边缘噪声点总数，累计各个非边缘区域中的噪声像素点的数量以获得非边缘噪声点总数。
在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
信号发送设备，与所述点数测量设备连接，计算组成所述汽车环境图像中各个边缘区域的各个像素点的总数以获得边缘像素点总数，计算组成所述汽车环境图像中各个非边缘区域的各个像素点的总数以获得非边缘像素点总数，将所述边缘噪声点总数除以所述边缘像素点总数以获得边缘噪声比例，将所述非边缘噪声点总数除以所述非边缘像素点总数以获得非边缘噪声比例，并在所述边缘噪声比例超过所述非边缘噪声比例时，发出边缘处理触发信号，以及在所述边缘噪声比例小于所述非边缘噪声比例时，发出内容处理触发信号；
次序处理设备，分别与所述区域辨识设备和所述信号发送设备连接，用于在接收到所述边缘处理触发信号时，对所述汽车环境图像执行先腐蚀后膨胀处理，以获得腐蚀膨胀图像；
双层处理设备，分别与所述区域辨识设备和所述信号发送设备连接，用于在接收到所述内容处理触发信号时，对所述汽车环境图像执行先开运算后闭运算处理，以获得开闭运算图像；
数据切换设备，分别与所述次序处理设备和所述双层处理设备连接，用于将接收到的腐蚀膨胀图像或开闭运算图像作为形态学处理图像，并输出所述数据切换图像；
动态分析设备，与所述数据切换设备连接，用于接收时间上连续的多帧数据切换图像，对所述多帧数据切换图像之间进行同一人体对象的图像内容差异性分析，以判断所述多帧数据切换图像中同一人体对象的动态行为；
行为检测设备，与所述动态分析设备连接，用于在所述动态分析设备输出的动态行为属于可疑行为类型时，发出行为报警信号，否则，发出常规行为信号；
数据发送接口，分别与所述行为检测设备和所述GPS定位设备连接，用于在接收到所述行为报警信号时，将所述当前导航位置无线发送到汽车所在单位的网络服务器处；
其中，所述接近感应设备还用于在感应到的温度不在人体体温范围内时，发出其他目标检测信号。
在所述交通管理信息自动采集平台中，还包括：
多声道扬声器，与所述行为检测设备连接，用于在接收到所述行为报警信号，进行与所述行为报警信号对应的语音报警操作。
在所述交通管理信息自动采集平台中：所述区域辨识设备在所述汽车环境图像中的像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度未超过限量时，确定其为非边缘像素点。
在所述交通管理信息自动采集平台中：所述区域辨识设备在所述汽车环境图像中的像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度超过限量时，确定其为边缘像素点。
在所述交通管理信息自动采集平台中：在所述捕获控制设备中，还用于在接收到其他目标检测信号时，停止车窗附近的摄像头进行的汽车环境拍摄。
另外，所述GPS定位设备中，GPS是英文Global Positioning System(全球定位系统)的简称。利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。GPS是由美国国防部研制建立的一种具有全方位、全天候、全时段、高精度的卫星导航系统，能为全球用户提供低成本、高精度的三维位置、速度和精确定时等导航信息，是卫星通信技术在导航领域的应用典范，他极大地提高了地球社会的信息化水平，有力地推动了数字经济的发展。
美国空军提出了621-B的以每星群4到5颗卫星组成3至4个星群的计划，这些卫星中除1颗采用同步轨道外其余的都使用周期为24h的倾斜轨道，该计划以伪随机码(PRN)为基础传播卫星测距信号，其强大的功能，当信号密度低于环境噪声的1％时也能将其检测出来。伪随机码的成功运用是GPS得以取得成功的一个重要基础。海军的计划主要用于为舰船提供低动态的2维定位，空军的计划能供提供高动态服务，然而系统过于复杂。由于同时研制两个系统会造成巨大的费用而且这里两个计划都是为了提供全球定位而设计的，所以美国国防部将2者合二为一，并由国防部牵头的卫星导航定位联合计划局(JPO)领导，还将办事机构设立在洛杉矶的空军航天处。该机构成员众多，包括美国陆军、海军、海军陆战队、交通部、国防制图局、北约和澳大利亚的代表。
最初的GPS计划在美国联合计划局的领导下诞生了，该方案将24颗卫星放置在互成120度的三个轨道上。每个轨道上有8颗卫星，地球上任何一点均能观测到6至9颗卫星。这样，粗码精度可达100m，精码精度为10m。由于预算压缩，GPS计划不得不减少卫星发射数量，改为将18颗卫星分布在互成60度的6个轨道上，然而这一方案使得卫星可靠性得不到保障。1988年又进行了最后一次修改：21颗工作星和3颗备用星工作在互成60度的6条轨道上。这也是GPS卫星所使用的工作方式。
GPS导航系统是以全球24颗定位人造卫星为基础，向全球各地全天候地提供三维位置、三维速度等信息的一种无线电导航定位系统。它由三部分构成，一是地面控制部分，由主控站、地面天线、监测站及通讯辅助系统组成。二是空间部分，由24颗卫星组成，分布在6个轨道平面。三是用户装置部分，由GPS接收机和卫星天线组成。民用的定位精度可达10米内。
采用本发明的交通管理信息自动采集平台，针对现有技术中交通管理信息采集效率低下且数据不全的技术问题，通过在高精度图像处理的基础上，引入了GPS定位设备和定制的动态分析模式，实现对汽车的多参数报警，以对不法分子形成威慑的同时，及时将危情通知汽车相关人员；尤为关键的是，在具体的图像处理模式中，利用腐蚀膨胀处理消除边缘噪声性能优于开闭运算处理，以及开闭运算处理保护目标细节优于腐蚀膨胀处理的特性，在对图像进行噪声分布情况分析的基础上，搭建了基于图像内容特征的形态学处理机制，克服了原本呆板的图像处理机制带来的各种缺陷；从而解决了上述技术问题。
可以理解的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。
Claims (5)
1.一种交通管理信息自动采集平台，其特征在于，所述平台包括：
数据上报设备，设置在汽车内部，与GPS定位设备连接，用于定时向城市交通管理服务器上报所述汽车的当前导航位置；
GPS定位设备，设置在汽车内部，用于接收导航卫星发送的定位信号，以提供所述汽车的当前导航位置；
不间断电源，设置在汽车内部，与所述GPS定位设备连接，用于为所述GPS定位设备提供不间断电力供应；
接近感应设备，与所述不间断电源连接，设置在汽车的车窗附近，用于在感应到人体体温时，发出人体目标检测信号；
捕获控制设备，与所述接近感应设备连接，用于在接收到所述人体目标检测信号时，触发车窗附近的摄像头进行汽车环境拍摄，以输出时间上连续的多帧汽车环境图像；
区域辨识设备，与车窗附近的摄像头连接，用于接收所述汽车环境图像，获取所述汽车环境图像的各个像素点的各个灰度值，基于每一个像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度确定其是否为边缘像素点，获取所述汽车环境图像中的各个边缘像素点，基于各个边缘像素点以及到每一个边缘像素点的距离小于等于预设像素点数量的各个周围像素点组成所述汽车环境图像中的边缘区域，将剥离所述边缘区域后的汽车环境图像作为非边缘区域；
点数测量设备，与所述区域辨识设备连接，用于接收所述汽车环境图像中的各个边缘区域和各个非边缘区域，确定每一个边缘区域中的噪声像素点的数量以及每一个非边缘区域中的噪声像素点的数量，累计各个边缘区域中的噪声像素点的数量以获得边缘噪声点总数，累计各个非边缘区域中的噪声像素点的数量以获得非边缘噪声点总数；
信号发送设备，与所述点数测量设备连接，计算组成所述汽车环境图像中各个边缘区域的各个像素点的总数以获得边缘像素点总数，计算组成所述汽车环境图像中各个非边缘区域的各个像素点的总数以获得非边缘像素点总数，将所述边缘噪声点总数除以所述边缘像素点总数以获得边缘噪声比例，将所述非边缘噪声点总数除以所述非边缘像素点总数以获得非边缘噪声比例，并在所述边缘噪声比例超过所述非边缘噪声比例时，发出边缘处理触发信号，以及在所述边缘噪声比例小于所述非边缘噪声比例时，发出内容处理触发信号；
次序处理设备，分别与所述区域辨识设备和所述信号发送设备连接，用于在接收到所述边缘处理触发信号时，对所述汽车环境图像执行先腐蚀后膨胀处理，以获得腐蚀膨胀图像；
双层处理设备，分别与所述区域辨识设备和所述信号发送设备连接，用于在接收到所述内容处理触发信号时，对所述汽车环境图像执行先开运算后闭运算处理，以获得开闭运算图像；
数据切换设备，分别与所述次序处理设备和所述双层处理设备连接，用于将接收到的腐蚀膨胀图像或开闭运算图像作为形态学处理图像，并输出数据切换图像；
动态分析设备，与所述数据切换设备连接，用于接收时间上连续的多帧数据切换图像，对所述多帧数据切换图像之间进行同一人体对象的图像内容差异性分析，以判断所述多帧数据切换图像中同一人体对象的动态行为；
行为检测设备，与所述动态分析设备连接，用于在所述动态分析设备输出的动态行为属于可疑行为类型时，发出行为报警信号，否则，发出常规行为信号；
数据发送接口，分别与所述行为检测设备和所述GPS定位设备连接，用于在接收到所述行为报警信号时，将所述当前导航位置无线发送到汽车所在单位的网络服务器处；
其中，所述接近感应设备还用于在感应到的温度不在人体体温范围内时，发出其他目标检测信号。
2.如权利要求1所述的交通管理信息自动采集平台，其特征在于，还包括：
多声道扬声器，与所述行为检测设备连接，用于在接收到所述行为报警信号，进行与所述行为报警信号对应的语音报警操作。
3.如权利要求2所述的交通管理信息自动采集平台，其特征在于：
所述区域辨识设备在所述汽车环境图像中的像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度未超过限量时，确定其为非边缘像素点。
4.如权利要求3所述的交通管理信息自动采集平台，其特征在于：
所述区域辨识设备在所述汽车环境图像中的像素点的灰度值到其邻域各个像素点的灰度值均值的偏离程度超过限量时，确定其为边缘像素点。
5.如权利要求4所述的交通管理信息自动采集平台，其特征在于：
在所述捕获控制设备中，还用于在接收到其他目标检测信号时，停止车窗附近的摄像头进行的汽车环境拍摄。
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| CN109064743A (zh) | 2018-12-21 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 213022 No. 165 Jinling North Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant after: Li Yanqin Address before: 310000 No. 19 Kaidi Road, Xiaoshan Economic Development Zone, Xiaoshan District, Hangzhou City, Zhejiang Province Applicant before: Li Yanqin |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information | ||
| CB03 | Change of inventor or designer information |
Inventor after: Shao Laili Inventor after: Li Yanqin Inventor before: Li Yanqin |
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| TA01 | Transfer of patent application right |
Effective date of registration: 20200226 Address after: 325099 room 304, building 1, Chanhe building, Lianhua Road, Wuma street, Lucheng District, Wenzhou City, Zhejiang Province Applicant after: Shao Laili Address before: No.165, Jinling North Road, Xinbei District, Changzhou City, Jiangsu Province Applicant before: Li Yanqin |
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| TA01 | Transfer of patent application right | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200324 Termination date: 20210809 |
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| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |