智能交通中的道路智能标识技术研究

4 AUTO TIMEFRONTIER DISCUSSION | 前沿探讨

车联网标识解析体系研究

魏文渊　赵鹏超　谢卉瑜　张博

中汽数据（天津）有限公司 天津市 300300

摘 要： 车联网标识解析体系是建立在工业互联网相关技术之上，针对车路协同、自动驾驶、车辆运行等交通环节

的设备赋予全局唯一的标识。本文介绍了我国工业互联网标识解析体系的建设与技术发展情况，提出了车

联网标识解析体系的实施框架与技术架构。通过建立车联网标识解析体系，可以实现车联网信息通信的身

份验证、高效传输与安全保障，助力车联网的发展与应用。

关键词：车联网　标识解析　工业互联网

1　引言

1.1　背景介绍

工业互联网作为通信技术（CT）、信息

技术（IT）、生产管理技术（OT）的三重

融合主体，连接各行业及企业内外的各类数

据，实现对应行业全要素、全产业链、全价

值链的数据打通，并可针对海量数据进行挖

掘和分析，使工业生产制造和应用过程中隐

形的经验、工艺和规律能够显性化、数字化、

可复用、可预测，最终形成经验和机理模型

的沉淀，赋能和改造现有的工业体系，帮助

企业提升效率、降低成本、创造更多价值。

2020年爆发的新冠病毒疫情给众多领域的发

展与布局造成了负面影响，但是工业互联网

领域的相关政策颁布密集，包括在2月份的

中央政治局会议上，提出推动5G网络、工业

互联网等快速发展；3月工信部发布《关于推

动工业互联网加快发展的通知》；4月发改委

发布推动企业“上云用数赋智”行动的实施方案，推动企业数字化转型；5月《政府工作

报告》再提“发展工业互联网，推进智能制造”，

工业互联网连续三年写入《政府工作报告》，

这直接反映了工业互联网在国家战略层面的

重要地位[1]。

在我国工业互联网的建设框架中，国家

工业互联网标识解析体系是其中一项重要任

务。根据工业和信息化部印发的《工业互联

网网络建设及推广指南》，提出“着力建设

标识解析体系、拓展标识应用”，包括完善

标识解析技术标准，提升标识解析技术产业

Ｑ】　Ｑ：　§　ＳＯＩＥＮＣＥ＆ＴＥＣＨＮＯＬ０ＧＹ　ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮ　物，如道路与道路中的标识线。根据Ｏｐｔｅｃｈ　公司的Ｌｙｎｘ系统采集的数据，标定出道路　上几种主要地物的强度值如表１所示。　对滤波得到的道路点云进行反射强度　直方图统计，取１００～３００之间的峰值作为阈　值进行标线点云的分割。　１．３道路标识线几何　语义特征　在车载激光扫描系统中，地物的回波　强度信息受激光的波长、地物的介质，地物　距离激光扫描仪的距离等因素有关。利用　反射强度阈值分割后，还存在一些与标线　高程反射强度类似的地物。这些错误的分　割点主要是一些低矮的植被。本文将强度　分割后的点云生成基于强度的特征图像，　利用道路标线的几何语义特征进行提取。　对于道路标线，本文作如下描述来进行提　取。　（１）标线总是出现在道路区域之内。　（２）标线有规则的长宽。　（３）同一条直线上必须有大干３个的标　线段，并且等间隔分布。　本文采用文献［３］中的方法，分析４连通　区域中的面积Ｓ，最小外接矩形的面积　Ｓ，以及与最小外接矩形具有相同二阶距　椭圆的偏心率ｅ（如图２），通过计算公式（１）　中的ｒａｔｉｏ和ｅ这两个矩形检测指标进行标　线块的提取，对于一个４连通区域中的标线　块，ｒａｔｉｏ值取值大干０．８（越接近矩形，ｒａｔｉｏ　越大），ｅ取值大于０．９５（ｅ值越接近１，越表　明它是一个矩形区域）。　√口　＋ｂ　ｅ＝一　口　（１）　ｒａｔｉｏ＝Ｓ．／　其中ａ和ｂ是椭圆的长短半轴。　最后利用累计概率Ｈｏｕｇｈ变换（ＰＰＨＴ）ｉｌ］　最小二乘拟合的方法进行同一方向上的标　线块检测。只有在一个直线方向上，满足一　定数量的矩形块才最后被提取出来作为道　路标线。　２实验结果　本实验采用Ｏｐｔｅｃｈ公司的激光扫描系　统Ｌｙｎｘ　Ｍｏｂｉｌｅ　Ｍａｐｐｅｒ提供的高速公路数　据（如图３），扫描范围大致为９００ｍ＊６０ｍ，共　３，８６２，７５３个数据点。　首先对道路强度信息进行直方图统　计，获得高速公路的强度阈值为１　３０，并结　合局部范围高程阈值对道路点云进行分　割，强度分割结果如图４所示。　经过上面的分割后，还包括大量和道　路标识线强度相近的其他地物如植被和路　沿，将分割图生成基于强度信息的特征图　像如图５所示。　最后完成基于几何和语义信息的道路　标识线提取点云，结果如图（６）所示。　３结论与展望　本文以车载激光扫描点云数据为研究　对象，提出在智能交通系统中实现自动提　学术论坛　取道路标识线的方法并通过了实例验证。　该方法充分利用点云数据的回波强度信　息、高程信息、道路标识线的几何特征及语　义特征，经过Ｈｏｕｇｈ变换检测出直线特征，　高效快速的从大量离散点云中提取出道路　标识线点云。通过案例分析，高速公路数据　不仅可以检测出虚线型标识线，还检测出　实线型标识线，得到完整正确的结果，充分　证明该方法的可靠性和实用性。　参考文献　［１】Ｂｕｃｈｅｒ，Ｔ．，Ｃ．Ｃｕｒｉｏ，ｅｔ　ａ１．Ｉｍａｇｅ　ｐｒｏ－　ｃｅｓｓｉｎｇ　ａｎｄ　ｂｅｈａｖｉｏｒ　ｐｌａｎｎｉｎｇ　ｆｏｒ　ｉｎ－　ｔｅｌｌｉｇｅｎｔ　ｖｅｈｉｃｌｅｓ［Ｊ］．ＩＥＥＥ　Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ　ｏｎ　Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ　Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓ，２００３，５０（１）：　６２—７５．　［２］杨必胜，魏征，李清泉，等．面向车载激光　扫描点云快速分类的点云特征图像生成　方法【Ｊ］．测绘学报，２０１０，３９（５）：５４０－５４５．　【３】Ｙａｎｇ，Ｂ．，Ｆａｎｇ，Ｌ．，Ｕ，Ｑ．ａｎｄ　Ｌｉ，Ｊ…　Ａｕｔｏｍａｔｅｄ　ｅｘｔｒａｃｔｉｏｎ　ｏｆ　ｒｏａｄ　ｍａｒｋ－　ｉｎｇｓ　ｆｒｏｍ　ｍｏｂｉｌｅ　ｌｉｄａｒ　ｐｏｉｎｔ　ｃｌｏｕｄ［Ｊ］，　Ｐｈｏｔｏｇｒａｍｍｅｔｒｉｃ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ＆Ｒｅ－　ｍｏｔｅ　Ｓｅｎｓｉｎｇ，２０１２，７８（４）：３３１－３３８．　［４】刘经南，张小红．利用激光强度信息分　类激光扫描测高数据【Ｊ】，武汉大学学　报：信息科学版，２００５，３０（３）：１　８９－１９３．　

文章编号：１６７４—９１４６（２０１４）０１—００３５—０２　理论探索　

王春芳，袁思禹　

（太原科技大学艺术学院，山西　太原０３００２４）　

摘要：智能道路系统作为２　Ｊ世纪道路交通体系的重点发展方向，越来越受到人们的重视。针对我国智能道路系统　还处于起步阶段的实际情况，阐述了道路指示系统的重要性，分析了传统的道路指示系统存在的不足、智能交通指　示系统的优点和便利，讨论了智￣ｇ－Ｙ．通指示系统的实施计划，指出并展望了智能交通指示系统的发展方向。　关键词：智能道路指示系统；指示标牌；交通；实施计划　中图分类号：Ｕ４９５；ＴＰ３１１．５２　文献标志码：Ａ　ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７４—９１４６．２０１４．０１．０３５　

随着城市的快速发展．始于２０世纪９０年代的　

美国信息高速公路计划越来越受到人们的重视，有　

序的交通、绿色的楼宁、良好的水处理技术以及智　

能化供电系统都给人们的生活和安全方面提供了极　

大的便利和保证。与此同时。作为人们ｌ叶Ｊ行最基本　

载体的智能道路指示标牌系统的设计与研究也越来　

越受到人们的关注　

１　道路指示系统的重要性　

道路指示系统是管理道路交通安全和疏导道路　

交通堵塞的重要没施．合理设置道路交通指示系　

统．不仅可以减少交通事故发生，排除各种方向、　

各类交通Ｔ具的相：　干扰，保护车辆与人身安全，　

防止道路交通拥堵，提高道路的通行能力，符合低　

碳环保的ｌ叶Ｊ行理念，而且规范整洁的标识还有利于　

美化环境。同时，作为参观者初到一座陌生城市，　

所需要的首要信息就是一些标识信息，比如道路该　如何走，公交车如何换乘，去一些重要的景点该如　

何到达，这些标识信息ｆ】　以在瞬间让人给一个城市　

定位，或好或坏直接影响到一个城市的形象。　

因此，科学合　地设置道路指示系统是十分重　

要的，主要表现在７个方面　一是完整而统一的道　

路指示系统能够给｝｝Ｊ行者带来很大的便利；二是建　

立明晰而准确的城市交通与信息体系，有效地传播　

基于物联网技术的智能交通系统研究

随着城市化进程的不断加快，城市交通问题已经成为我们面临的一个重要问题。其中，拥堵、交通事故、交通环保等问题日益突出，给市民出行带来了很大的困扰和影响。如何合理、高效地管理城市交通成为了迫在眉睫的问题。

随着Internet of Things（物联网）技术的不断发展，目前许多高科技企业和智能交通技术提供商已经开始投入研发，希望利用物联网技术来解决城市交通问题。所以，对基于物联网技术的智能交通系统进行研究，成为当前信息技术领域研究人员的热点。

一、智能交通系统的定义

智能交通系统是指通过先进的信息技术手段来提高交通系统的效能和行车质量，减少交通拥堵、事故发生率，改善环境质量，提高交通安全等的智能化系统。人们可以利用物联网技术，对道路、车辆和驾驶者进行实时监控、调度和控制。

二、智能交通系统的组成部分

智能交通系统包括以下几个组成部分：

1. 路网智能化：通过将传感器设备、相机、雷达等装备利用统一的信息平台进行实时监控和控制，实现对整个道路网的自动交通标识、协同式交通控制和实时模拟管理等功能。

2. 车辆智能化：通过将GPS、传感器等装备同时安装在汽车上，实现对车辆的实时定位、导航、行驶路线计算、自动驾驶和环保等指标监控管理。

3. 驾驶者智能化：通过车载导航、人脸识别、情感感知等手段，对驾驶者的语言、动作和情感等方面进行识别，以达到对驾驶员驾驶行为、危险驾驶等进行预警和预防的效果。

4. 环境智能化：通过安装空气质量监控设备、温度湿度传感器等装备，对道路环境、交通环境、空气环境等方面的卫生、保洁等环保指标进行监测和管理。

5. 系统可视化：对整个系统进行集中化管理，包括操作管理、监督管理等系统运作功能，实现可视化、智能化的交通运输管理。

三、智能交通系统的应用

1. 智能路网应用：交通拥堵、堵车情况、事故报警等信息可通过物联网设备设施实现实时监控、区域特征分析、预测性模拟、路网状态调度管理、基础信息互联。