基于浮动车交通信息采集的虚拟仪器设计

专利名称：基于浮动车法的交通观测方法、系统及设备专利类型：发明专利
发明人：王霞,陈飞,王博,刘莉,贺云涛,李文光
申请号：CN201810551045.6
申请日：20180531
公开号：CN108564787A
公开日：
20180921
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明实施例提供一种基于浮动车法的交通观测方法、系统及设备，观测方法包括：提取无人机在待观测路段若干次往返飞行采集的视频中的多帧图像，并提取任一帧图像的道路分割区域的所有车辆；基于每一帧图像的道路分割区域的所有车辆，通过卡尔曼滤波和图像金字塔的模板匹配法，获取每一第一类路程的观测数据及每一第二类路程的观测数据，并基于每一第一类路程以及每一第二类路程的观测数据，获取待观测路段的观测结果，其中，无人机在第一类路程上的行进方向和无人机在第二类路程上的行进方向相反。

本发明实施例实现了车辆的检测；通过卡尔曼滤波和图像金字塔的模板匹配法，可以消除车辆的帧间重复计数问题以及减少运算canny量。

申请人：北京理工大学
地址：100081 北京市海淀区中关村南大街5号
国籍：CN
代理机构：北京路浩知识产权代理有限公司
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智能交通系统中交通信息采集技术的最新研究进展摘要：如今随着信息技术的发展，城市的现代化水平大幅提升，与此同时智能交通系统也随之应运而生。

智能交通系统的兴起和发展，使得城市的交通问题得到了有效的缓解，交通运输的效率也大大的提升，为城市的进步和发展提供了新的助力。

而交通信息采集是智能交通系统中的重要内容，随着科技的进步和发展，智慧交通系统对交通信息的质量也有了更高的要求，为此加强交通信息采集技术的深入研究十分有必要。

围绕智能交通系统中交通信息采集技术的应用展开分析，并对交通信息采集技术进行探讨。

关键词：智能交通系统；交通信息；采集技术20世纪90年代以来，智能交通系统（Intelligent Transportation System，ITS）得到了飞速发展，并日益成为提高运输效率、改善行车安全、减少空气污染的重要途径。

实时、准确的交通信息采集是实现交通控制与管理，以及交通流诱导等应用的前提和关键。

1智能交通系统概述智能交通系统的本质就是多种信息技术的综合体，智能交通系统实现了通信技术、电子传感技术、计算机技术等多种技术的融合，并以此为基础构建了具有综合性的地面交通管理体系。

智能交通系统（ITS）主要具有以下方面的功能。

第一，平稳性。

智能交通系统在应用中，可以有效地改善和提高交通运营的效率以及道路网流量，及时调整交通需求，保证交通设施可以更好的满足交通发展的需求，对于促进交通的平稳发展有重要作用。

第二，安全性。

智能交通系统的应用，可以有效地控制和减少交通事故的发生，同时可以将交通安全隐患进行排除，为交通安全提供了重要保证。

第三，环保性。

智能交通系统的应用，让交通拥堵问题得到了解决，同时也降低了车辆行驶对环境的影响，这与我国所推行的环保政策也是相符的。

但目前，智能交通系统多应用在一线城市，如北京、深圳、上海等，一线城市经济发展快，为智能交通系统的使用提供了充足的条件。

2智能交通系统中交通信息采集技术的应用2.1视频采集技术所谓视频采集技术，指的是将摄像机安装在目标区域内，借此来获取相关的交通视频图像，并借助计算机技术从视频图像内提取对交通分析与决策有价值的信息内容，实现交通信息的智能化采集。

基于虚拟仪器的课程设计一、教学目标本课程旨在通过虚拟仪器技术，让学生掌握必要的知识技能，培养其创新思维和实验能力。

知识目标要求学生理解并掌握虚拟仪器的原理及其在工程测量中的应用。

技能目标着重于培养学生运用虚拟仪器进行实验设计和数据分析的能力。

情感态度价值观目标则致力于培养学生对现代科技的好奇心，增强其对科学探究的热情，并培养其团队协作和自主学习的精神。

二、教学内容本课程的教学内容围绕虚拟仪器的核心概念和实际应用展开。

首先介绍虚拟仪器的理论基础，包括信号处理、数据采集等。

接着深入到虚拟仪器的具体操作，如使用软件进行仪器设计和模拟。

然后通过案例分析，使学生了解虚拟仪器在工程领域的应用。

最后，安排实验环节，让学生亲自动手操作，深化对虚拟仪器的理解和掌握。

三、教学方法为提高学生的学习兴趣和参与度，本课程将采用多种教学方法结合的方式。

包括讲授法以传授理论知识，讨论法以促进学生之间的交流和思考，案例分析法以提供实际应用场景，以及实验法以增强学生的实践技能。

通过互动式教学，鼓励学生提问和解答问题，培养其独立思考和解决问题的能力。

四、教学资源为确保课程质量和学生学习体验，将精心选择和准备各类教学资源。

主要教材将结合理论讲解和案例分析，辅助以多媒体资料如视频演示和实验操作指导。

此外，将配备必要的实验设备，如计算机、虚拟仪器软件平台等，以便学生能够进行实际操作和模拟实验。

这些资源的整合将有效支持课程内容的传授和教学方法的实施。

五、教学评估本课程的评估体系将全面客观地评价学生的学习成果。

平时表现将占评估总分的30%，包括课堂参与度、小组讨论表现等。

作业将占40%，主要考察学生对课程内容的理解和应用。

期末考试将占30%，用以检验学生对课程知识的掌握。

考试内容将涵盖理论知识和实验技能，形式包括选择题、解答题和实验报告等。

评估标准将事先明确告知学生，以确保评估的公正性和透明性。

六、教学安排本课程的教学安排将分为两个学期，每周两节课，总共24课时。

基于城市路网的浮动车数据处理与应用的开题报告一、研究背景和意义城市交通拥堵和空气污染问题已经成为全球性的难题。

因此，实现城市交通的高效、智能和环保已经成为城市发展中一个重要的环节。

浮动车数据是指通过安装于车辆上的通信设备来采集车辆行驶数据，并通过网络传输到数据中心进行处理的数据。

浮动车数据的优点在于数据采集范围广、采集数据高效、准确度高和适应性强等。

在城市道路交通中，浮动车数据能够帮助交通管理部门、城市规划部门和电子地图公司更好地进行交通管理、道路规划和导航服务。

浮动车数据处理与应用的主要研究内容有：数据预处理、路段划分、车速估计、路段通行时间预测、出行时间预测、出行距离预测、城市交通运行评价、交通拥堵识别等。

其中，路段划分是数据处理的关键之一。

通过对路网进行划分和对车辆行驶轨迹进行匹配，可以将车辆行驶轨迹划分成不同的路段单元，从而为后续的数据分析和处理提供必要的数据基础。

二、主要研究内容和方法本文主要研究基于城市路网的浮动车数据处理与应用。

具体包括以下几个方面的内容：1、道路网络构建首先，需要从地图数据中提取道路信息，并将其转换成可处理的网络数据格式。

2、数据预处理质量不良的原始数据可能会导致后续的数据分析和处理出现误差和噪声。

因此，需要对原始数据进行预处理，包括数据清洗、去重、纠错、补全，以及异常数据的判断和处理等。

3、路段划分通过对道路网络进行路段划分，将车辆行驶轨迹匹配到不同的路段单元中。

本文使用基于路段的匹配方法，将轨迹划分成多个路段单元。

4、车速估计和路段通行时间预测通过处理车辆行驶轨迹数据，可以准确地估计车速和路段通行时间，从而提供准确的实时交通信息。

5、出行时间预测和出行距离预测通过分析历史车辆行驶轨迹数据，可以准确地预测出行时间和出行距离，为驾驶人提供最佳的出行路线选择。

6、城市交通运行评价和交通拥堵识别通过对浮动车数据进行分析，可以对城市交通的运行状况进行评价，并识别交通拥堵现象。

关于虚拟仪器的课程设计一、课程目标知识目标：1. 学生能理解虚拟仪器的概念、功能及在工程测量中的应用。

2. 学生能够掌握虚拟仪器软件的基本操作流程和使用方法。

3. 学生能够描述至少三种常见虚拟仪器的原理及使用场景。

技能目标：1. 学生能够独立操作虚拟仪器软件，进行基础的数据采集与分析。

2. 学生能够运用虚拟仪器解决简单的实际测量问题，如信号处理、波形分析等。

3. 学生通过小组合作，设计并实施一个简单的虚拟仪器应用方案。

情感态度价值观目标：1. 学生培养对科学研究的兴趣，特别是在工程测量和虚拟仪器领域的探索热情。

2. 学生在学习过程中形成合作意识，培养团队精神和解决问题的积极态度。

3. 学生能够认识到虚拟仪器在现代社会中的重要作用，理解科技发展对生活的影响。

课程性质：本课程为实践性与理论性相结合的课程，旨在通过虚拟仪器的学习，提高学生的动手能力和实际问题解决能力。

学生特点：考虑到学生处于高年级，已具备一定的物理知识和实验操作技能，能够较快地掌握虚拟仪器原理和操作。

教学要求：教师需采用讲授与实操相结合的教学方式，注重引导学生主动探索，鼓励学生将理论知识应用于实践操作中，并通过小组合作培养学生的团队协作能力。

通过具体的学习成果评估，确保学生达到课程目标。

二、教学内容1. 虚拟仪器概述- 定义与分类- 发展历程- 应用领域2. 虚拟仪器原理- 数据采集与处理- 信号分析与显示- 常用算法介绍3. 虚拟仪器软件- LabVIEW软件安装与界面认识- 基本操作与编程- 实例分析与实操演练4. 常见虚拟仪器介绍- 数字示波器- 频谱分析仪- 数据记录仪5. 虚拟仪器应用案例- 简单电路信号测量- 声音信号处理- 小组项目：设计并实施一个虚拟仪器应用方案教学内容安排与进度：第一周：虚拟仪器概述第二周：虚拟仪器原理第三周：LabVIEW软件安装与基本操作第四周：常见虚拟仪器介绍第五周：虚拟仪器应用案例及小组项目实施本教学内容依据课程目标，紧密结合教材相关章节，注重理论与实践相结合，使学生能够系统地掌握虚拟仪器相关知识。

2024年咨询工程师（投资）继续教育---智慧交通与交通大数据及格试卷一、判断题（每题2分，共26题，总分52分）1、管控组织明确了数据管控过程中的组织结构、角色、职责等。

管控组织除了要负责制定数据标准、质量、安全等要求外，还需要负责制定管控的相关流程和评价考核指标等内容。

A、对B、错正确2、交通安全、交通堵塞及环境污染是困扰当今国际交通领域的三大难题。

A、对B、错正确3、智慧运维技术是一种基于现代信息技术的运营和维护管理方法，旨在提高设施和设备的效率、可靠性以及降低运营成本。

A、对B、错正确4、智慧运维系统的目标是建立一个基于状态监测、特征提取、状态评估、故障诊断、故障预测、维修模式优化和维修决策于一体的智能系统。

A、对B、错正确5、区域综合交通运输体系规划是确定区域综合交通运输发展目标、方案设计和达到目标所应采取的对策，是进行区域综合交通运输体系协调发展的指导文件，是社会经济发展规划的基础之一。

A、对B、错正确6、管道运输是指用加压设施加压流体（液体或气体）或流体与固体的混合物，通过管道输送到使用地点的运输方式，是用管道作为运输工具的一种长距离输送液体和气体物资的运输方式。

正确7、多功能智能杆是智慧城市重要的入口和载体，本场景实时监测周边环境的空气质量、温湿度、噪音、降雨量、光照、排放，打造城市环境的全息感知。

A、对B、错正确8、城市环境感知中气象监测指的是通过传感器监测当前照度，与智慧照明联动。

A、对B、错正确9、智能垃圾管理指的是垃圾箱和垃圾车上的传感器可以帮助优化垃圾收集路线，减少维护成本，减少环境影响。

错误正确答案A10、智慧安防是保障城市安全的重要手段。

通过部署视频监控系统、智能感知设备和人工智能算法，可以实现对公共场所和重要区域的安全监控和事件预警。

智慧安防还可以应用于城市的灾害预警和应急响应方面，提高城市的安全性和抗灾能力。

A、对B、错正确11、综合交通枢纽数字化、智能化、信息化系统是庞大而复杂的，要想在系统建成后充分发挥其效益，即应提前做出统一的设计与规划。