交通信息采集技术

4、视频检测系统的结构
中管理系统
网络视频传输
路口视频采集
5、视频检测系统的功能
提供三类交通信息：
1）实时交通数据：车速、车辆数、车身长度、车队长度。
2）统计性交通数据：平均速度、车流量、道路占用率等。
3）交通事故信息：停车、交通堵塞情况、等候车队长度。
6、视频检测技术的特点
优点： 1）安装、设置方便、不破坏路面、不中断交通 2）可提供大量交通管理信息； 3）单台摄像机和处理器可检测多车道。
六、超声波雷达
超声波传感器可提供车辆计数、出现及道路占有 率等交通信息。 该检测方法性价比比较高，不需破坏路面，也不 受路面变形的影响，而且使用寿命长。
各种检测方式的比较
技 术 优 点 缺 点
环形线圈检测 1、线圈电子放大器已标准化； 2、技术成熟、易于掌握； 3、正常使用寿命长； 4、性价比高； 5、非常精确。 1、可为管理提供可视图像； 2、可提供大量交通管理信息； 3、单台摄像机和处理器可检测 多车道。 1、在恶劣气候下性能出色； 2、可检测静止的车辆； 3、可以侧向方式检测多车道。 1、全天候工作； 2、可检测静止的车辆、车间距 很小的车辆； 3、体积小，易于安装。 1、可检测车间距很小的车辆； 2、体积小，安装方便。 1、安装或修理需中断交通。

任务二 掌握交通信息采集技术应用
一、掌握环形线圈感应式采集技术
1、特点： 1）目前世界上技术较为成熟的车辆检测方法。 2）可获得交通流量、占有率、速度等数据。 3）成本较低、准确率高。 4）线圈一旦老化，维护较 为困难。
5）施工与维护时，需中断
交通，开挖路面，破坏环境。
一、掌握环形线圈感应式采集技术 2、工作原理
线电发射器，它针对所在路线的特点，发射含有信息代码的无 线电信号,汽车开近此地，接收器收到发射器的无线电信号，解 码出报警类型，发声芯片发出语音报警，如此段限速，此段单 向，此路口有电子眼等。
三、掌握雷达测速仪应用
电子狗的缺陷： ●由于靠接收无线电波而发出报警，容易受到干扰； ●电子狗网络无法保证；
停 车 线
二、掌握固定式视频采集检测技术
1、视频采集检测系统
1）利用视频、计算机、 通信等技术，实现对 交通动态信息采集。 2）采集的数据：流量、 车速、车型分类、占 有率、平均车距等。 3）为信号控制、信息发 布、交通诱导、指挥 提供动态交通信息。
1、视频采集检测系统
1、视频采集检测系统
视频图像检测器－Traficon VIP/D－交通流
广泛应用于道路交通巡 逻、车流速度检测。
三、掌握雷达测速仪应用
（1）多普勒效应原理
无线波由频率和振幅构成，它在进行过程中与物体碰撞后会被 反射，反射回来的波，其频率和振幅随物体的移动状态而改变。 ●当物体朝着无线波发 射方向前进时，无线波 被压缩，频率增大； ●当物体朝着远离无线 波发射方向行进时，无 线波频率减少。
三、掌握雷达测速仪应用
（2）雷达测速原理：
把雷达波发射到一个移动的物体上，根据反射回来的与 目标速度成比例的雷达信号，由测速仪内部的线圈将该信号 进行处理，得到一个频率变化，通过数字信号处理技术处理
后，得到目标的速度。
三、掌握雷达测速仪应用
（3）雷达测速仪的发射频率 根据国际航空通讯法令的规范，主要分为 以下几个波段： S波段：2.445GHz X波段：10.525GHz K波段：24.150GHz Ka波段：33.40-36.00GHz
一、掌握环形线圈感应式采集技术
4、应用
1）基于环形线圈的车流量和道路占有率统计 2）基于环形线圈的车辆识别分类 3）基于环形线圈的车速估计
实例：环线线圈在电子警察系统中的应用
1)无违法事件时，系统 持续判断是否有车辆通 过检测区域并监测信号 灯状态。 2)红灯亮且有车辆通过 时 （1）车辆进入线圈A,但 未通过停车线 （2）车辆离开线圈A （3）车辆进入线圈B （4）车辆离开线圈B
2）运动物体检测与跟踪法

以运动物体为目标，跟踪每个运动物体 在视频图像序列中的位置，进而得到每 个物体的运动速度和运动物体总数。
3、视频采集检测系统的组成
车辆 摄像机 图像数字化 检测 图像分区
特征提取
检测分类
交通信息数据库
1）摄像机对车辆进行拍照；
2）对图像进行存储并数字化；
3）对图像进行分区，特征提取； 4）根据特征信息进行车辆分类、统计，根据相邻图像计算车速； 5）在拍摄区域内跟踪所辨别的车辆。
四、远程交通微波检测器
（2）功能和作用：
● 精确检测车流量、速度、排队状况等信息。
●具有存储功能，可接入其他系统。
●检测时，不中断交通流。 ●特点：多道性、真实再现、全天候、准确性、升级性。
（3）RTMS与感应线圈相比的优势 更换不影响交通，可同时检测多条车道，对路面要求不
高，安装便捷，维护方便。
我国目前生产的雷达测速仪主要采用X和K波段。
三、掌握雷达测速仪应用
（4）雷达测速的应用-区间测速电子警察系统（电子眼）
组成 雷达测试仪、摄像机、红外灯 合作，对超速车辆进行抓拍。 安装方式 背向就是雷达波和摄像机方向 和汽车行进方向一致，车辆超速 时摄像机拍摄车辆的后车牌。 正向就是雷达波和摄像机方向 和汽车行进方向相反，车辆超速 时摄像机拍摄车辆的前车牌。
对图像范围进行速度点位标定，结合视频分析车辆轨迹，测量车速。
应用实例：车速测量
通过L1和L2的标定，确定车辆经过的时间t，计算车辆行驶速度v。
应用实例：交通流量
交通流量统计用于在高速公路或环线公路上监视交通情况。
应用实例：交通流量
进一步实现统计分析和可视化展示，以供管理和决策。
三、掌握雷达测速仪应用
五、红外线传感器
3、主动式红外激光传感器 （1）测量车辆的速度
d v T
（2）车型分类 布置在车道两侧的红外阵列检测器，取得车辆 侧面的几何轮廓特征，再通过计算机处理得出车辆 类型。系统中，采用一对水平和垂直的红外探测检 测杆，采集车辆的侧面几何数据，然后通过这些数 据与车型数据库的数据比较后判断出车型，从而实 现车型的自动分类。
五、红外线传感器
1、红外线 红外线也称红外辐射，它是一种不可见光， 由于是位于可 见光中红色光以外的光线，故称红外线。红外线在电磁波谱 的位置如图所示。工程上又把红外线所占据的波段分为四部 分， 即近红外、中红外、远红外和极远红外。
五、红外线传感器
2、红外传感器分类 （1）主动式红外传感器 有发射和接收两套光学系统。发射低能红外线照 射探测区域，并经车辆反射或散射返回传感器。 使用可调发光二极管的主动式红外传感器，可测 量车速和进入高速公路曲线型较差的高大货车的高度。 （2）被动式红外传感器 接收来自两个来源的红外线：检测范围内的车辆、 路面及其他物体自身散发的红外线和他们反射的来自 太阳的红外线。
馈线 环 形 线 圈
线圈检测系统图
检测处理单元
检测处理单元组成：
1）中央处理器，
2）检测卡。
一、掌握环形线圈感应式采集技术 3、线圈施工规范
（1）按规格，采用切路机在路面切出槽。槽宽4～8dm，深度30～ 50dm。 （2）在四个角上进行45度倒角。 （3）从线圈至路边切一条引线槽。 （4）绕制线圈：绕线圈时必须将线圈拉直，但不要绷得太紧并紧 贴槽底。 （5）沿引线槽双绞引线至路边。 （6）用沥青或软性树脂将切槽封上。 注意：在线圈的绕制过程中，应使用电感测试仪实际测试电感线 圈的电感值。
视频检测
1、大型车辆会遮挡随行的小型车辆； 2、阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测 误差； 3、检测精度较低。
微波检测
1、侧向方式速度检测不够准确； 2、拥堵时流量检测不够准确。
超声波检测
1、必须顶置，安装条件受到一定的限制； 2、易受风速影响。
1、检测精度较低； 2、易受到灰尘、冰、雾的影响。
红外线检测
●探测器必须放在正确位置，才能发挥最大的效用；
●前挡风玻璃贴了金属防暴隔热膜（或自带防暴功能）的车子将
会影响探测器反应距离；
●严禁两台探测器共同使用； ●市区杂波干扰。
三、掌握雷达测速仪应用
2）电子狗
●接收无线信号后，发出警告。 ●属于非法产品。 ●价格便宜，250～500元。
原理：生产电子狗的厂家，在有电子眼的地方，偷藏了一个无
五、红外线传感器
4、被动式传感器 （1）无生成图像的被动式红外传感器 在其光学系统的焦面上装有一个或多个红外线 光敏探测单元，由它们采集来自外部的红外线光能。 只有一个探测区域的传感器可以测量流量及道 路占有率；具有多个探测区域的传感器可以测量车 速和车辆长度。 （2）可生成图像的被动式传感器 可以得到探测区域的图像，并可以转换为视频。
a）非法产品，交警部门将逐步打击。
b）发射器使用干电池，无法保证长期可用。
c）经验模式导致网络难以保证。
三、掌握雷达测速仪应用
3）GPS雷达探测器
工作原理：通过在地图上增加监测点地标结合GPS本身的即时
定位功能来即时报警。
特点：（1）能做测速雷达警报，也可以做红绿灯电子眼警告； （2）交管系统增加一处电子眼，只需更新地图，成本低、 响应快； （3）可判别电子眼方向，减少误报； （4）可设定报警提前量，或车并未超速时，可不予报警。
检测车流量、车速、车型、 车头时距、占有率等数据
2、基于视频参数检测方法
1）虚拟线圈法
通过软件在视 频图像上按车道设 置虚拟车道检测器 ，当车辆通过虚拟 检测器时，就会产 生一个检测信号， 再经过软件数字化 处理并计算得到所 需的交通数据。
2、基于视频参数检测方法
视频虚拟线圈检测示意图
2、基于视频参数检测方法
四、远程交通微波检测器
可实时、全天候的探测8条车道，收集各车 道的车流量、道路占用率、平均速度等。
微波检测器示意图
四、远程交通微波检测器
（1）工作原理：RTMS向行驶的车辆发射调频微波，波束被行
驶的车辆阻挡而发生反射，反射波通过多普勒效应使频率发生
偏移，根据频率偏移可检测出有车辆通过，经过接收、处理、 放大后输出检测信号，从而达到检测交通信号的目的。
三、掌握雷达测速仪应用
1）普通雷达探测器
●探测雷达各波段，以便提醒车主注意车速。 ●雷达探测器属于合法产品，成本800～5000左右。 ●低端探测器只能检测一个频段、感应距离大概200左右；高端
（6）反雷达测速设备
探测器可检测多个频段，感应距离大概1公里左右。
三、掌握雷达测速仪应用
使用注意事项：
4）可判别交通异常、车辆违章、车牌号等 缺点：
1）大型车辆会遮挡随行的小型车辆； 2）阴影、积水反射或昼夜转换可造成检测误差；
7、视频检测技术的应用 应用实例：局部增强对比
7、视频检测技术的应用 应用实例：违法检测
判断车辆右/左转、逆向行驶、压线、跨线、违反禁止线等违法行为。
应用实例：车速测量