CN205388829U - 一种基于无人机的高速公路违章监测装置 - Google Patents

Abstract

一种基于无人机的高速公路违章监测装置，包括飞行控制模块、违章监测模块、信息传输模块和主控。飞行控制模块包括无人机主体和飞行控制子模块，用于根据事先设置的飞行路线在高速公路路段进行巡航，并进行飞行高度和飞行速度的控制；违章监测模块包括图像识别子模块、违章照相子模块和GPS定位子模块，用于判断是否存在违章情况（或需紧急救援情况），采集图像信息和位置信息，并锁定和提取车牌号；信息传输模块包括3G/4G无线传输子模块，用于将违章相关信息发送到高速公路有关管理部门的数据库或道路信息公布平台；所述装置大大降低了设备安装成本和人力成本并且提高了监测效率，能做到全路段覆盖监测。加强了高速公路管理部门对高速公路的有效管理并提高高速公路的道路安全水平。

Description

一种基于无人机的高速公路违章监测装置

所属技术领域

本实用新型涉及高速公路车辆管理技术领域，尤其涉及一种基于无人机的高速公路违章监测装置。

背景技术

随着社会经济的发展和人们生活水平的提高，车辆的数量急剧增加，造成高速公路上时常出现占用应急车道等有碍交通的违章行为。在交通量较大，尤其是节假日，这种违章行为更是成为导致车辆拥堵和车祸的主要原因。

目前,交通管理部门、高速公路管理部门针对违法占道行驶所采取的措施主要有宣传教育、集中整治、联合执法以及从严处罚等。这些措施虽然能够减少违法占道行驶的行为,但是需要投入大量的人力物力,管理成本高。这与高速公路路况简单但违章数量多并且所造成的事故危险性高形成了强烈的矛盾。

而当前高速公路上所应用及现有专利中提出的均为使用安装在高速公路两旁的监测设备进行监测的地面监测装置，这些装置成本较高且需要耗费大量的人力物力进行安装，并且只能监测某几个节点，不能覆盖全路段进行监测。而在许多在监视装置没有覆盖的区域违章行为也十分频繁。

综上所述，传统的路面监测技术和监测系统有一定的局限性，难以满足日益增长的车辆所造成的交通违章。需要一种更高效、灵活、低碳的方式进行高速公路违章的监测。

发明内容

为克服上述现有监测装置存在的不足，本实用新型旨在提供一种高速公路的违章监测装置对高速公路的违章行为，尤其是占用紧急车道的行为，进行全路段、高效的监测和统计。并对存在需要救援的情况及时告知高速公路管理部门以便后续救援工作的开展。

本实用新型所采用的技术方案是:一种基于无人机的高速公路违章监测装置，包括飞行控制模块、违章监测模块、信息传输模块和主控。

所述飞行控制模块包括无人机主体和飞行控制子模块，用于根据事先设置的飞行路线在高速公路路段进行巡航，并进行飞行高度和飞行速度的控制。

所述违章监测模块包括图像识别子模块、违章照相子模块和GPS定位子模块，用于判断是否存在违章情况（或需紧急救援情况），采集图像信息和位置信息，并锁定和提取车牌号。

所述信息传输模块包括3G/4G无线传输子模块，用于将违章相关信息（或需紧急救援相关信息）发送到高速公路有关管理部门的数据库或道路信息公布平台。

所述主控采用ARM内核CortexA系列处理芯片，便于图像的处理和3G/4G网络的传输。

所述一种基于无人机的高速公路违章监测装置使用飞行控制模块设定高速公路巡航路线进行自主巡航并调节飞行高度将所拍摄的图像输送到违章监测模块进行图像处理分析。若车辆存在需要紧急救援的情况，则进行图像采集和无线传输至高速公路管理部门以安排相应的救援。若车辆存在违章行为则进行违章图像采集和车牌识别，将违章车辆信息和违章图像通过信息传输模块发送给高速公路管理部门和道路信息发布平台进行处理。

本实用新型与现有技术相比，有益效果在于：所述装置从经济方面来说大大降低了设备安装成本和人力成本；从效率方面来说，该装置大大提高了监测效率，并且能做到全路段覆盖监测。不仅能有效识别高速公路占用紧急车道的情况并且能在心理层次对违法者有一定的震慑作用，有效地减少了车辆的违章情况并加强了高速公路管理部门对高速公路的有效管理。同时，方便了高速公路突发情况的救援，提高高速公路的道路安全水平。

附图说明

图1是本实用新型一种基于无人机的高速公路违章监测装置的结构示意图。

图2是本实用新型一种基于无人机的高速公路违章监测装置单次违章处理时模块工作示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图,对本发明进行进一步详细说明。

本实用新型以小型多旋翼无人机为载体,搭载成像设备对高速公路路段执行智能化、快速、灵活、高效的道路监控和巡检作业,提高道路安全水平,并通过3G/4G传输网络将实时车辆违章数据传输至高速公路管理部门和道路信息发布平台。由于高速公路道路情况简单且占用紧急车道等违章情况易于判断，因此此装置容易实现且灵活高效。

如图1所示，一种基于无人机的高速公路违章监测装置A，包括飞行控制模块A1、违章监测模块A2、信息传输模块A3。其中飞行控制模块A1包括无人机主体A11和飞行控制子模块A12，违章监测模块A2包括图像识别子模块A21、违章照相子模块A22和GPS定位子模块A23，信息传输模块A3包括无线传输子模块A31。其中无人机主体A11可采用小型多旋翼飞行器。相对于人工和固定摄像头识别方式，小型多旋翼飞行器具有灵活高效、操作简单、成本低等优势。通过在多旋翼飞行器上装载各类传感器、图像采集传输设备、控制处理芯片及无线传输设备,既可实现对道路交通状况的实时监测。无人机主体A11由机架、无刷电机、电子调速器、螺旋桨、飞行控制器、无线接收机和大容量锂电池组成。飞行控制子模块A12包括控制芯片、GPS模块、气压计、陀螺仪、磁力计、加速度计以及无线收发模块。可在地面通过无线的方式对飞行控制子模块A12进行飞行路线的规划和飞行状态的查看。图像识别子模块A21主要对摄像头采集的图像进行分析，判断是否存在车辆违章（主要是占用紧急救援车道）的情况，并对违章车辆进行车牌锁定识别及车牌号的提取。违章照相子模块A22和GPS定位子模块A23分别用于记录车辆违章行为（紧急行为）的图片信息和违章（需紧急救援）路段的地理方位信息。3G/4G无线传输子模块A31使用3G/4G模块构建信息网络进行违章信息的远程传输，这种方式受距离的影响很小，可使无人机对高速公路全路段进行覆盖，识别违章情况并发送违章信息。

如图2所示，一种基于无人机的高速公路违章监测装置A单次违章处理时模块的工作步骤如下：首先，图像识别子模块A21采集高速公路道路图像，采集图像的摄像头像素应高于500M，以便于后续图像识别步骤的进行；接着，图像识别子模块A21识别违章情况并将识别结果传输给主控芯片A4，主控芯片A4采用ARM内核CortexA系列处理芯片，便于图像的处理和3G/4G网络的传输；若判断存在违章行为，主控芯片A4发送指令给飞行控制子模块A12进行飞行高度的调节，而飞行控制子模块A12调节输出到无人机主体的PWM波的占空比来调节无人机的飞行高度；接着，主控芯片A4发送指令给图像识别子模块A21，对违章车辆的车牌进行锁定并对车牌号进行识别。然后，主控芯片A4分别发送指令给违章照相子模块A22和GPS定位子模块A23对违章车辆进行拍照和对违章发生路段的地理信息进行采集，并将采集之后的信息返回主控芯片A4；接下来，主控芯片A4将违章信息传递给3G/4G无线传输子模块A31按照一定的传输协议进行数据传输。将传输过来的图像数据与违章车牌号及违章路段信息一起保存到高速公路管理部门的数据库或在道路信息发布平台上显示。

Claims (5)

1.一种基于无人机的高速公路违章监测装置，具有对占用应急车道的违章行为进行监测识别提取车牌号并拍照取证的功能，其特征在于：包括飞行控制模块、违章监测模块、信息传输模块和主控；

所述飞行控制模块用于根据事先设置的飞行路线在高速公路路段进行巡航，并进行飞行高度和飞行速度的控制；

所述违章监测模块用于判断是否存在违章情况，采集图像信息和位置信息，并锁定和提取车牌号；

所述信息传输模块用于将违章相关信息发送到高速公路有关管理部门的数据库或道路信息公布平台；

所述主控用于图像的处理和3G/4G网络的传输。

2.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速公路违章监测装置，其特征在于所述飞行控制模块包括无人机主体和飞行控制子模块，可使用GPS定位根据预先设定的路线沿高速公路路段进行自主巡航并进行违章的监测。

3.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速公路违章监测装置，其特征在于所述违章监测模块可依据所采集的图像数据提取特征值对车辆占用应急车道进行违章判定并进行违章车辆的车牌识别和采集并采集违章车辆的位置信息。

4.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速公路违章监测装置，其特征在于所述信息传输模块使用3G/4G网络对违章图片及其他信息进行发送。

5.根据权利要求1所述的一种基于无人机的高速公路违章监测装置，其特征在于所述主控采用ARM内核CortexA系列处理芯片进行信息的处理。