基于无人机测量的路段交通指数估算系统

摘要

本发明涉及一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，所述估算系统设置在无人机上，包括航空摄影机、图像处理器、气压高度传感器和主控制器，所述航空摄像机与所述图像处理器连接，将拍摄的路段图像发送到所述图像处理器进行图像处理，所述主控制器分别与所述图像处理器和所述气压高度传感器连接，根据所述图像处理器的图像处理结果和所述气压高度传感器检测的无人机高度，估算路段交通指数。通过本发明，能够为道路交通管理部门提供关键路段的交通拥堵信息，数据更直观、更精确，便于道路交通管理部门制定准确有效的交通处理措施。

主权项

一种基于无人机测量的路段交通指数估算系统，其特征在于，所述估算系统设置在无人机上，包括航空摄影机、图像处理器、气压高度传感器和主控制器，所述航空摄像机与所述图像处理器连接，将拍摄的路段图像发送到所述图像处理器执行图像处理，所述主控制器分别与所述图像处理器和所述气压高度传感器连接，根据所述图像处理器的图像处理结果和所述气压高度传感器检测的无人机高度，估算路段交通指数；所述估算系统还包括：无线电收发设备，用于接收地面交管监控平台发送的控制信息，并向地面交管监控平台发送测量数据；GPS导航设备，用于接收GPS导航卫星发送的GPS定位数据；无人机动力设备，用于驱动无人机飞往目标位置；所述航空摄影机为线阵数码航空摄影机，包括减震底架、前盖玻璃、镜头、滤镜和成像电子单元，用于拍摄目标路段所在场景以输出路段图像；所述图像处理器还包括特征存储单元，预先存储了路段上限灰度阈值、路段下限灰度阈值和车辆特征数据库，所述车辆特征数据库内保存有各个类型车辆模板图像；路段划分单元，与所述航空摄影机和所述特征存储单元分别连接，接收所述路段图像，将所述路段图像中灰度值在路段上限灰度阈值和路段下限灰度阈值之间的像素识别并组成路段目标子图像；车辆数据识别单元，与所述路段划分单元和所述特征存储单元分别连接，接收所述路段目标子图像，基于所述车辆特征数据库采用胡氏不变矩判断算法识别所述路段目标子图像中各种类型车辆的数量；照明设备，用于为所述航空摄影机对目标路段所在场景的拍摄提供辅助照明；亮度传感器，用于测量无人机所在位置的亮度数据；所述主控制器与所述无线电收发设备、所述GPS导航设备、所述无人机动力设备和所述航空摄影机分别连接，将所述无线电收发设备从地面交管监控平台处接收到的目标路段的GPS定位数据发送到所述无人机动力设备以驱动所述无人机飞往目标路段正上方，在接收到的所述GPS导航设备发送的当前无人机GPS定位数据与目标路段的GPS定位数据一致时，驱动所述航空摄影机执行路段图像的拍摄，同时驱动所述图像处理器执行路段图像的图像处理，所述主控制器还与所述车辆数据识别单元连接以接收各种类型车辆的数量，与所述路段划分单元连接以接收路段目标子图像，根据所述气压高度传感器输出的无人机高度，计算路段目标子图像中路段面积，并基于所述各种类型车辆的数量和所述路段面积估算目标路段的路段交通指数，以将所述路段交通指数通过所述无线电收发设备发送给地面交管监控平台；其中，所述主控制器还与所述照明设备和所述亮度传感器分别连接，以在所述亮度数据小于预设亮度阈值时，启动所述照明设备以提供辅助照明；其中，所述GPS导航设备、所述无人机动力设备、所述图像处理器和所述主控制器都位于无人机前端仪表盘内，所述照明设备、所述亮度传感器、所述气压高度传感器、所述航空摄影机和所述无线电收发设备都位于无人机的机身上；其中，基于所述车辆特征数据库采用胡氏不变矩判断算法识别所述路段目标子图像中各种类型车辆的数量包括，将所述路段目标子图像划分为多个含有一个车辆的再分图像，将含有一个车辆的再分图像的七个不变矩与所述车辆特征数据库中每一个类型车辆模板图像的七个不变矩分别比较，直到查询到某一类型车辆模板图像，七个不变矩的差值都在各自的预定差值阈值内时，则判断含有一个车辆的再分图像中包括某一类型车辆模板图像对应类型的车辆，所述七个不变矩是车辆模板图像的特征，具有平移、放大、缩小和旋转都不变的特性，所述图像处理器为TMS9000系列的数字信号处理器DSP，所述主控制器为Acorn公司的Cortex‑A53处理器。