[发明专利]基于无人机的路段交通流量监测系统

权利要求书

1.基于无人机的路段交通流量监测系统，其特征是，包括无人机、航空摄影机、交通流量监测模块和监测中心，所述的航空摄影机、交通流量监测模块与监测中心通信连接；所述交通流量监测模块基于无线传感器网络进行交通流量监测数据的收发，交通流量监测模块包括一个移动汇聚节点和多个静态传感器节点，所述的航空摄影机以及移动汇聚节点设置于无人机上，静态传感器节点固定设置于设定的交通流量监测区域内；所述的监测中心用于对交通流量监测模块获取的交通流量监测数据、航空摄影机拍摄的路段图像进行分析和显示。

2.根据权利要求1所述的基于无人机的路段交通流量监测系统，其特征是，所述监测中心包括数据存储模块、数据分析模块和数据显示模块；所述的数据存储模块用于存储接收的交通流量监测数据和路段图像；数据分析模块用于对交通流量监测数据进行异常分析处理，并对路段图像进行图像处理，获取路段图像中的车辆类型；所述数据显示模块用于对交通流量监测数据进行显示。

3.根据权利要求2所述的基于无人机的路段交通流量监测系统，其特征是，所述的数据分析模块包括特征存储单元、路段划分单元、车辆类型识别单元；所述的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；所述的路段划分单元，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；所述的车辆类型识别单元，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识别所述路段目标子图像中各种车辆的类型。

4.根据权利要求1所述的基于无人机的路段交通流量监测系统，其特征是，所述的无人机在每一轮的交通流量监测数据收集时从起始位置出发，按照设定的访问路径运动，移动汇聚节点收集完静态传感器节点的交通流量监测数据后，无人机再返回起始位置，移动汇聚节点准备下一轮的交通流量监测数据收集。

5.根据权利要求4所述的基于无人机的路段交通流量监测系统，其特征是，所述的访问路径的设定，具体为：

(1)将设定的交通流量监测区域划分多个大小相等的方形子区域，方形子区域的边长l为：

l=[ΨΦ(1-1ΦΣi=1ΦPi)]1/2]]>

式中，Ψ为监测区域的面积，P_i表示第i个静态传感器节点失效的概率，Φ为静态传感器节点的个数；

(2)按照下列公式计算方形子区域内的静态传感器节点的位置优选值，对每个方形子区域，选择其中位置优选值最大的一个静态传感器节点作为该方形子区域的位置参考节点：

YSjk=ω1mSjk+ω2d(Sjk,S0)+d(Sjk,Ok)d0]]> 1

式中，表示第k个方形子区域中的第j个静态传感器节点，表示的位置优选值，表示具有的在第k个方形子区域内的邻居节点数目，为到移动汇聚节点初始位置的距离，为到第k个方形子区域的中心点O_k的距离，d₀为设定的距离参考值，ω₁、ω₂为设定的权重系数，且ω₁+ω₂＝1；

(3)按照与移动汇聚节点初始位置的距离由小到大的顺序，将各位置参考节点直线连接形成的路径设定为移动汇聚节点的访问路径，各位置参考节点所处的位置为移动汇聚节点进行数据收集时停留的站点。