專利名稱：一種道路交通信息的無線采集方法及裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及道路交通信息采集領域，尤其涉及一種道路交通信息的無 線采集方法及裝置。
背景技術：
隨著城市經(jīng)濟的飛速方展，城市車輛數(shù)目急劇增加，交通狀況日益惡 化，現(xiàn)有道路基礎設施已越來越不能滿足城市交通發(fā)展的需求。面對這樣 的局面， 一方面可以通過增加道^各建設來加以改善，另一方面可以通過智 能交通控制對城市交通進行全局或局部的優(yōu)化。智能交通控制首先是需要 準確采集道路交通信息，然后根據(jù)道路交通信息在車流高峰期間優(yōu)化車流， 尤其是可以根據(jù)交通路口的交通信息控制交通燈或觸發(fā)拍照，從而達到交 通智能優(yōu)化的目的。
在智能交通控制的信息采集中，需要同時獲得路面車輛等待信息，平 均車流速度信息，車流量信息等。目前我國城市普遍采用的是一種在路面 埋置電感線圈的方法，通過檢測汽車通過時引起的磁場變化來獲得路面信 息。然而，這種方法對低速和靜止車輛的探測靈敏度較低，同時還有電感 線圏體積龐大、壽命短、成本高、對路面破壞大的缺點。此外，某些道路 采用一種雷達測速儀的方法，通過檢測無線信號的多普勒頻移來測量車行 速度。然而，由于其無法區(qū)分靜止的車輛和路面，因此并不能用來檢測是 否有車輛，也不能用來統(tǒng)計車流量。綜上可以看出，釆用現(xiàn)有道路交通信 息采集方法均都不能獲得全面的道路交通信息。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決以上問題，本發(fā)明提出了一種道路交通信息的無線采集方法，
該方法包括以下步驟
a.將無線發(fā)射器和無線接收器的二者或二者之一安置于路面或者埋置于路面下；
b. 無線發(fā)射器發(fā)射預定的無線信號，無線接收器接收所述無線發(fā)射器
發(fā)射的無線信號；
c. 根據(jù)所述無線接收器接收到的無線信號的強弱變化特征，以獲得所 述路面的信息。
優(yōu)選的，步驟a中，將無線接收器和無線發(fā)射器安置于路面或者埋置 于路面下，并且對無線發(fā)射器和無線接收器進行信號隔離；步驟c中，當 所述無線接收器接收到的無線信號的強度超過設定的門限時，則判定所述 無線發(fā)射器所在的路面上方有車輛，否則所述無線發(fā)射器所在的路面上方 無車輛。
優(yōu)選的，步驟a中，將無線發(fā)射器安置于路面或者埋置于路面下，將 無線接收器放置于所述路面的上方，并且高于通過所述路面的車輛；步驟 c中，當所述無線接收器接收到的無線信號的強度低于設定的門限時，則 判定所述無線發(fā)射器所在的路面上方有車輛，否則所述無線發(fā)射器所在的 路面上方無車輛。
優(yōu)選的，步驟a中，將無線接收器安置于路面或者埋置于路面下，將 無線發(fā)射器器放置于所述路面的上方，并且高于通過所述路面的車輛；步 驟c中，當所述無線接收器接收到的無線信號的強度低于設定的門限時， 則判定所述無線接收器所在的路面上方有車輛，否則所述無線接收器所在 的路面上方無車輛。
優(yōu)選的，上述所述方法的步驟c中，所述設定的門限是動態(tài)變化的。 優(yōu)選的，上述所述方法的步驟c中，所述路面的信息包括路面上方 是否有車輛的信息、是否有車輛通過的信息，車輛通過速度的信息，以及 車流量的統(tǒng)計信息。進一步的，當路面上方是否有車輛的信息發(fā)生變化時， 即當所述3各面上方從有車輛變化到無車輛或者從無車輛變化到有車輛時，
則判定有車輛通過，同時車流量計數(shù)器累加1。進一步的，將車輛通過時 間計算為從判定有車輛開始計時到下一次判定無車輛時結(jié)束，則車輛行馬史
速度計算為設定的平均車輛身長除以所述車輛通過時間。本發(fā)明還提出了一種采用上述方法的道路交通信息的無線采集裝置，
該裝置包括以下部分
一個無線發(fā)射器，用于發(fā)射預定的無線信號；
一個無線接收器，包括一個接收單元和一個信號處理單元，接收單元用于接收所述無線發(fā)射器發(fā)射的無線信號；信號處理單元用于檢測所述接收單元接收到的無線信號的強弱變化特征，并依據(jù)檢測結(jié)果得出路面信息。
在現(xiàn)有的道if各交通信息采集方法和裝置中，無線裝置均只作為一種信息傳輸工具用來傳輸已采集的道路交通信息，本發(fā)明則直接利用無線裝置進行交通信息的采集，其有益效果在于成本低，探測準確率高，對路面破壞小，可全天候工作，能采集多種交通信息。


圖l是本發(fā)明實施例1的無線接收器與無線發(fā)射器的安置位置示意圖；圖2是本發(fā)明實施例2的無線接收器與無線發(fā)射器的安置位置示意圖；圖3是本發(fā)明實施例3的無線接收器與無線發(fā)射器的安置位置示意圖。
具體實施例方式
本發(fā)明的原理在于，將無線設備安置于車輛通過的路面或埋置于路面下，根據(jù)車輛通過時引起的無線信號的強弱變化來獲得路面信息。其中又分為以下兩種情況
情況1:將無線發(fā)射器和無線接收器安置于路面或者埋置于路面下。當車輛經(jīng)過無線發(fā)射器上方時，無線接收器接收到車底反射的無線信號，其接收信號功率將變強；當車輛離開時，無線接收器的信號功率變?nèi)酢?br> 情況2:將無線發(fā)射器和無線接收器之一安置于^^面或者埋置于路面下，另外一個安置于路面上方。當車輛經(jīng)過相應無線發(fā)射器或無線接收器上方時，無線發(fā)射器和無線接收器之間的直射傳播路徑被阻斷，無線接收器接收信號功率變?nèi)酰划斳囕v離開時，無線接收器的信號功率又變強。
下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式
作詳細的說明。
實施例1:將無線接收器與無線發(fā)射器放置在一起并一同埋置于路面下，如圖1所示。同時對無線發(fā)射器和無線接收器進行信號隔離，使得車輛通過所述路面時，通過車底反射到達無線接收器的信號的強度足夠淹沒未通過車底反射而直接到達無線接收器的信號的強度。隔離度做得越好，探測的靈敏度越高。當車輛通過路面時，無線接收器接收到經(jīng)過車底反射的無線信號，其接收信號功率明顯增高。
無線發(fā)射器發(fā)射2.4G頻段的無線信號，發(fā)射功率為0.1W (20dBm)。按照周期為2毫秒的速率發(fā)射一個帶寬為200K、長度為160微秒短脈沖信號。短脈沖信號相對于連續(xù)波的好處在于節(jié)省功率，本實施例中只有8%的時間用于發(fā)射。道路各條通道上的發(fā)射器使用不同的載頻，其脈沖信號帶外衰減60dB以上，以免各通道互相干擾導致誤判。
無線發(fā)射器開始發(fā)射時，無線接收器同時啟動，同時也啟動無線接收器的AD采集，AD采樣速率為500k;無線發(fā)射器關閉發(fā)射時，無線接收器同時停止采樣。將采樣的信號計算平均功率，并表示成分貝。與設定的門限7A做比較。若高于設定的門限巧時，則判定無線發(fā)射器所在的路面上方有車輛，否則路面上方無車輛。
考慮到無線發(fā)射器埋置的深度、道路是否積水或積雪、設備的老化，門限r(nóng)/2,是動態(tài)變化的。門限7^的初始值設為-10dBm，以1小時為單位動態(tài)變化，在1小時內(nèi)，統(tǒng)計160微秒脈沖接收信號的平均功率的最大值和最小值，若最大功率和最小功率相差30分貝以上，則新的門限更新為最大功率分貝值和最小功率分貝值的平均值，否則門限不進行更新。
車流量統(tǒng)計每4企測到一次路面,人有車輛到無車輛變化時，則判定有車輛通過，同時車流量計數(shù)器加l。
車速估計估計車輛通過路面的時間為從判定有車輛開始計時到下一次判定無車輛時結(jié)束。假設車身長度為4.5米，將車長除以車輛通過路面的時間即可獲得車速。每輛車的車長不一，對特定車輛，車速只是大致估計，但從統(tǒng)計意義上可以提供比較準確的道路車流速度。此外，在激活拍照時，可以假設車身更長來計算車速，從而使得超速的漏檢率更低，拍照之后可以通過車型判斷車長，從而獲得更精確的車速信息。無線接收器采集的信息通過ZigBee無線方式傳輸出去，ZigBee接收器安裝在交通燈上，ZigBee接收模塊連接交通燈和攝像頭，以一定的算法控制交通燈和攝像頭拍照。ZigBee同時連接一個GSM工業(yè)模塊，將采集的數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)給相關部門做進一 步的處理。
實施例2:
無線接收器和無線發(fā)射器分離，將無線發(fā)射器埋置于路面下，無線接收器安置于交通燈上，如圖2所示。每條通道安裝一個無線發(fā)射器，發(fā)射器的參數(shù)同實施例1,各無線發(fā)射器載頻相鄰。用一個無線接收器接收所有發(fā)射器發(fā)射的無線信號，無線接收器對接收信號進行10M的寬帶采樣。無線接收器安裝在交通燈上可直接用電纜供電，無需考慮節(jié)電，無線接收器AD采樣一直處于工作狀態(tài)。將寬帶采樣的信號進行數(shù)字濾波，分離出各通道發(fā)射器發(fā)射的信號，將分離出的各發(fā)射器信號以160微秒滑動窗觀察，計算160微秒內(nèi)的平均功率(以分貝計)與各通道設定的門限T7^做比較。當在2毫秒的時間內(nèi)，160 ^f毀秒滑動窗的功率均高于門限7^時，則判定對應無線發(fā)射器所在的通道路面上方無車輛，否則判定為有車輛。
考慮到無線發(fā)射器埋置的深度、道路是否積水或積雪、設備的老化，各通道門限化是動態(tài)變化的。門限77^的初始值為-60dBm，以1小時為單位動態(tài)變化。在l小時內(nèi)，統(tǒng)計160微秒滑動窗內(nèi)平均功率的最大值和最小值，若最大功率和最小功率相差30分貝以上，則新的門限更新為最大功率分貝值和最小功率分貝值的平均值，否則門限不進行更新。
車流量統(tǒng)計、車速估計以及采集信息的傳輸方式與實施例l相同。接收器直接連接交通燈，攝像頭等裝置，用于控制交通燈和激活攝像頭。接收器連接一個GSM西門子工業(yè)模塊，采集的數(shù)據(jù)以短信的方式發(fā)給相關部門做進一步處理。
實施例3:
無線接收器和無線發(fā)射器分離，將無線接收器埋置于路面下，無線發(fā)射器安置于交通燈上，如圖3所示。每條通道安裝一個無線接收器，用一個無線發(fā)射器發(fā)射無線信號，無線發(fā)射器的參數(shù)同實施例1。無線發(fā)射器開始發(fā)射時，無線接收器同時啟動，同時也啟動無線接收器的AD采集，
8AD采樣速率為500k;無線發(fā)射器關閉發(fā)射時，無線接收器同時停止采樣。由于無線發(fā)射器和接收器是分離的，考慮到接收器需要和發(fā)射器保持同步，發(fā)射信號采用一個持續(xù)時長為160微秒的31位的m序列，m序列具有優(yōu)良的自相關性特性，則可以通過自相關峰值的位置做同步跟蹤。
將采樣的信號計算平均功率，并表示成分貝。與設定的門限A做比較。若低于設定的門限巧時，則判定無線發(fā)射器所在的路面上方有車輛，否則路面上方無車輛。
考慮到無線接收器埋置的深度、道路是否積水或積雪、設備的老化，各通道門限77^是動態(tài)變化的。門限77^的初始值為-60dBm,以1小時為單位動態(tài)變化，在1小時內(nèi)，統(tǒng)計160微秒脈沖接收信號的平均功率的最大值和最小值，若最大功率和最小功率相差30分貝以上，則新的門限更新為最大功率分貝值和最小功率分貝值的平均值，否則門限不進行更新。車流量統(tǒng)計、車速估計以及采集信息的傳輸方式與實施例l相同。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實施例，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權利要求
1、一種道路交通信息的無線采集方法，其特征在于，包括以下步驟a.將無線發(fā)射器和無線接收器的二者或二者之一安置于路面或者埋置于路面下；b.無線發(fā)射器發(fā)射預定的無線信號，無線接收器接收所述無線發(fā)射器發(fā)射的無線信號；c.根據(jù)所述無線接收器接收到的無線信號的強弱變化特征，以獲得所述路面的信息。
2、 一種如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中，將無線接 收器和無線發(fā)射器安置于路面或者埋置于路面下，并且對無線發(fā)射器和無 線接收器進行信號隔離；步驟c中，當所述無線接收器接收到的無線信號 的強度超過設定的門限時，則判定所述無線發(fā)射器所在的路面上方有車輛， 否則所述無線發(fā)射器所在的路面上方無車輛。
3、 一種如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中，將無線發(fā) 射器安置于路面或者埋置于路面下，將無線接收器放置于所述路面的上方， 并且高于通過所述路面的車輛；步驟c中，當所述無線接收器接收到的無 線信號的強度低于設定的門限時，則判定所述無線發(fā)射器所在的路面上方 有車輛，否則所述無線發(fā)射器所在的路面上方無車輛。
4、 一種如權利要求1所述的方法，其特征在于步驟a中，將無線接 收器安置于路面或者埋置于路面下，將無線發(fā)射器器放置于所述路面的上 方，并且高于通過所述路面的車輛；步驟c中，當所述無線接收器接收到 的無線信號的強度低于設定的門限時，則判定所述無線接收器所在的路面 上方有車輛，否則所述無線接收器所在的路面上方無車輛。
5、 一種如權利要求2， 3， 4之一所述的方法，其特征在于步驟c，所 述設定的門限是動態(tài)變化的。
6、 一種如權利要求l, 2, 3, 4之一所述的方法，其特征在于步驟c， 所述路面的信息包括路面上方是否有車輛的信息、是否有車輛通過的信 息，車輛通過速度的信息，以及車流量的統(tǒng)計信息。
7、 一種如權利要求6所述的方法，其特征在于步驟c:當路面上方是 否有車輛的信息發(fā)生變化時，即當所述路面上方從有車輛變化到無車輛或 者從無車輛變化到有車輛時，則判定有車輛通過，同時車流量計數(shù)器累加 1。
8、 一種如權利要求6所述的方法，其特征在于步驟c:將車輛通過時 間計算為從判定有車輛開始計時到下一次判定無車輛時結(jié)束，則車輛行駛
9、 一種采用權利要求1所述方法的道路交通信息的無線采集裝置，其 特征在于，包括以下部分一個無線發(fā)射器，用于發(fā)射預定的無線信號；一個無線接收器，包括一個接收單元和一個信號處理單元，接收單元 用于接收所述無線發(fā)射器發(fā)射的無線信號；信號處理單元用于檢測所述接 收單元接收到的無線信號的強弱變化特征，并依據(jù)檢測結(jié)果得出路面信息。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種道路交通信息的無線采集方法，包括以下步驟a.將無線發(fā)射器和無線接收器的二者或二者之一安置于路面或者埋置于路面下；b.無線發(fā)射器發(fā)射預定的無線信號，無線接收器接收所述無線發(fā)射器發(fā)射的無線信號；c.根據(jù)所述無線接收器接收到的無線信號的強弱變化特征，以獲得所述路面的信息。本發(fā)明還提供了一種相應的道路交通信息的無線采集裝置。采用本發(fā)明的道路交通信息的無線采集方法和裝置，成本低，探測準確率高，對路面破壞小，可全天候工作，能采集多種交通信息。
文檔編號G08G1/01GK101639982SQ200910092319
公開日2010年2月3日 申請日期2009年9月4日 優(yōu)先權日2009年9月4日
發(fā)明者劍 李 申請人:劍 李