一種基于車載北斗定位終端的實時路況感知系統技術方案

本發明專利技術提供了一種基于車載北斗定位終端的實時路況感知系統，其特征在于，包括車載終端和服務器端；其中，車載終端包括北斗模塊、通信模塊、測速模塊、顯示模塊，服務器端包括數據處理模塊、數據存儲模塊、路況分析模塊、server通信模塊。本發明專利技術有效利用了北斗衛星導航系統，實時的對路況進行檢測，采用的機器學習方法即使在大數據量的情況下具有訓練時間短的優勢，而且采用增量更新的方法提高了模型的完備程度，進一步提高了計算結果的準確度。由此實現實時的高準確度的路況檢測，通過該檢測結果可以方便駕駛員更好的選擇行車路徑，既節省時間也降低了能耗，同時減少了易堵路段的壓力，可以延緩道路的使用壽命。

【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及北斗定位和路況分析，尤其涉及通過實時監測道路車輛以及其他路況信息用極速學習機算法來推測道路擁堵情況的系統。
技術介紹
目前，隨著城市化進程的不斷發展，城市中的車輛數目增長很快道路擁堵成了人們出行的一大麻煩，如何準確快速的獲悉實時路況信息便于即時選擇最優路線亦已成為熱點問題之一。現有實時反映路況信息的技術多是基于各個路段的實時監控攝像頭來捕捉交通流量信息，隨后通過廣播或道路電子屏幕進行實時反饋，這需要安裝覆蓋全城市的攝像裝置以及大量的道路電子屏幕，故所需的配套硬件設備較多。關于實時路況信息的獲得，已有一些實時顯示路況信息和導航的方法，多是通過解析傳呼臺中的路況信息或通過抽象的簡化路網模型來達到獲取當前路段實時路況信息 的目的。例如申請號為200510100141. I，名稱為《實時路況信息系統及其導航方法》和申請號為201010225427. 3，名稱為《一種用于車載系統的實時路況狀態發布方法及其系統》的專利申請主要通過解析基于傳呼臺、廣播或電視中的音頻數據信號，并將其還原成各個路段的經緯度和擁堵狀態等實時路況信息，同時在車載導航系統的電子地圖上進行標注和重新規劃路徑及計算最優路線，以期用較優的方式實時導航。又例如申請號為201110217798. 1，名稱為《基于簡化路網模型的實時路況監控方法》和申請號為 CN102354452-A,名稱為《Methodfor monitoring real time roadcondition based on simplified roadnetwork model, involves obtaining roadinformation for road trafficstate,and drawing driving direction information ofroad traffic statemap》的專利申請通過將普通交叉路口、紅綠燈交叉路口、立交橋和環道抽象為節點，節點間的路段抽象為弧，并周期性的采集弧段上車輛的進入時間、位置和方向信息，來獲悉普通路徑、環道和立交橋道路的路況狀態，并標注于電子地圖中，從而實現路況的實時監控。上述第一種方法依賴于音頻數據的解析和還原，而這些音頻數據的播報和解析在某種程度上又具有不確定性；此外，這些數據的直接來源主要是城市道路中的監控錄像，故需要監控攝像頭覆蓋城市的各個路段。在第二種方法中，缺乏準確快速反映和更新路況信息的必要的計算和比較環節。關于北斗衛星導航模塊，其作為我國自主研制的定位導航系統，目前用的比較多的是基于北斗的定位功能來進行監控和跟蹤。例如申請號為200810229651. 2，名稱為《基于北斗衛星定位系統的出租車無線視頻監控系統及方法》的專利申請將北斗定位融入到了現有的車輛識別系統中，其主要是通過北斗定位來對兩輛同一車牌的出租車進行位置比較和匹配從而實現準確的監控和識別套牌出租車。又例如申請號為201120407048. 6，名稱為《一種專用于摩托車的北斗衛星監控防盜系統》的專利申請將北斗定位模塊應用于摩托車的監控防盜系統中，當有人觸發該系統的防盜裝置時，監控通信模塊即通過北斗定位獲取摩托車所在位置信息，并報告監控中心以便做實時的相關處理。如上所述，迫切需要一種能夠方便易行、準確快速反映和更新實時路況信息的方法和機制；同時，北斗定位模塊的成熟發展和在監控領域的成功應用，勢必進一步推進此項工作。
技術實現思路
本專利技術提供一種實時路況感知系統，基于車載北斗的位置信息，結合行車路段的特征信息，使用極速學習機的方法獲取路況擁堵模型并對模型進行適時的增量更新，進而實現自動實時的路況感知，以更好的方便車輛行駛。 現代的城市環境中，車輛逐步增多，雖然國家出臺政策控制車輛的出行情況以減少道路的擁堵情況，但是在日常生活中堵路擁堵仍然是很難避免的一個現象。而另一方面，隨著技術的發展，定位導航系統日益成熟，可以方便的提供給用戶所處的地理位置信息。我國自行研發的“北斗”衛星導航系統的開放服務能夠達到定位精度25m，測速精度O. 2m/s,該精度同GPS不相上下。如圖I所示，車輛行駛在道路上時，除了實時的位置信息，還能夠獲知行車速度。同時，道路上的紅綠燈數目，道路的級別(不同級別的道路車道數不同，限速也不同)，路段上的車輛數目，駛入和駛出該路段的實時車輛數，這些信息都是造成道路擁堵的直接或者間接的因素。本專利技術所采用的技術方案是一種基于車載北斗定位終端的實時路況感知系統，其特征在于，包括車載終端和服務器端(車載終端主要作用是信息的獲取，并且將數據傳送到服務器端，然后待服務器回傳道路擁堵信息后進行實時顯示；服務器端主要作用是整合所有的車載終端回傳的信息，預處理成6維特征向量，通過ELM算法得到一個道路擁堵級別的判斷結果，返回到相應路段的車載終端，并且在一定的時間間隔后更新算法模型，以求得到更加準確的結果)；其中，車載終端包括北斗模塊、通信模塊、測速模塊、顯示模塊I)北斗模塊，獲取車輛實時經緯度坐標Loc (X，y);北斗模塊是集成在車載終端上的最核心的模塊，雖然單個的車輛經緯度坐標不足以為道路擁堵提供足夠的信息，但在服務器端將收到所有車輛的位置，其中就可以判斷某條道路上的車輛數目，進、出該路段的車輛數等信息；2)測速模塊，與車輛本身的速度表聯通，直接讀取車輛的實時速度V ;測速模塊是另一個重要的信息獲取模塊，車速可以直觀的反映車輛行駛的速度，從而也間接的可以知道道路的擁堵情況；3)通信模塊，通過GPRS連接到移動網絡中與服務器通信，通信協議采用socket協議，由車載終端主動發起通信請求，將采集的車速信息V、實時位置信息Loc (x，y)以既定的協議發送到服務器端，并等待接收回傳的道路擁堵情況；通信模塊負責與服務器端的通信，由于傳輸內容很簡單，所以不會占用多少通信帶寬，通信的質量一定程度上可以保證；4)顯示模塊，實時顯示服務器端回傳的道路擁堵情況，不同的擁堵級別分別用文字和顏色標注在地圖中；顯示模塊可以為車載終端上帶有的一塊小屏幕；服務器端包括數據處理模塊、數據存儲模塊、路況分析模塊、server通信模塊I)數據處理模塊，接收車載終端發送來的地理位置信息Loc (X，y)和實時速度信息V進行處理，以提取出六維度的路況特征向量Feature (路段車輛的平均速度f,路段車輛駛入數量Nin，路段車輛駛出數量Nwt，路段車輛存留數量Nm，路段上單位公里的紅綠燈數L，道路級別RMad)，同時對該路段進行標注，以方便結果的返回；2)數據存儲模塊，將用戶發送的位置信息和計算得到的道路擁堵值進行存儲，以供后續的更新訓練模型使用； 3)路況分析模塊，根據數據處理模塊提取的六維度的路況特征向量進行實時的路況擁堵計算，并將數據存儲模塊中的數據輸入到原有模型，進行適當的更新；隨著數據的不斷增多，使得模型更新的更加完善，以提高計算結果的準確度；4) Server通信模塊，與車載終端進行通信，返回路況擁堵分析的最終結果。所述路況分析模塊中是采用極速學習機(Extreme LearningMachine ELM)訓練出路況擁堵模型。本專利技術的系統，運行原理如下采集路段車載北斗的地理位置信息(經緯度)Loc (X，y)，實時車速V ；以上所述位置信息本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于車載北斗定位終端的實時路況感知系統，其特征在于，包括車載終端和服務器端；其中，車載終端包括北斗模塊、通信模塊、測速模塊、顯示模塊：1)北斗模塊，獲取車輛實時經緯度坐標Loc(x，y)；2)測速模塊，與車輛本身的速度表聯通，直接讀取車輛的實時速度v；3)通信模塊，通過GPRS連接到移動網絡中與服務器通信，通信協議采用socket協議，由車載終端主動發起通信請求，將采集的車速信息v、實時位置信息Loc(x，y)以既定的協議發送到服務器端，并等待接收回傳的道路擁堵情況；4)顯示模塊，實時顯示服務器端回傳的道路擁堵情況，不同的擁堵級別分別用文字和顏色標注在地圖中；服務器端包括數據處理模塊、數據存儲模塊、路況分析模塊、server通信模塊：1)數據處理模塊，接收車載終端發送來的地理位置信息Loc(x，y)和實時速度信息v進行處理，以提取出六維度的路況特征向量Feature，同時對該路段進行標注，以方便結果的返回；2)數據存儲模塊，將用戶發送的位置信息和計算得到的道路擁堵值進行存儲，以供后續的更新訓練模型使用；3)路況分析模塊，根據數據處理模塊提取的六維度的路況特征向量進行實時的路況擁堵計算，并將數據存儲模塊中的數據輸入到原有模型，進行適當的更新；4)Server通信模塊，與車載終端進行通信，返回路況擁堵分析的最終結果。...

【技術特征摘要】
1.一種基于車載北斗定位終端的實時路況感知系統，其特征在于，包括車載終端和服務器端； 其中，車載終端包括北斗模塊、通信模塊、測速模塊、顯示模塊 1)北斗模塊，獲取車輛實時經緯度坐標Loc(x，y)； 2)測速模塊，與車輛本身的速度表聯通，直接讀取車輛的實時速度V; 3)通信模塊，通過GPRS連接到移動網絡中與服務器通信，通信協議采用socket協議，由車載終端主動發起通信請求，將采集的車速信息V、實時位置信息Loc (X，y)以既定的協議發送到服務器端，并等待接收回傳的道路擁堵情況； 4)顯示模塊，實時顯示服務器端回傳的道路擁堵情況，不同的擁堵級別分別用文字和顏色標注在地圖中； 服務器端包括數據處理模塊、數據存儲模塊、...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張榮學，陳益強，劉軍發，黃俊金，
申請(專利權)人：潮州市創佳電子有限公司，中國科學院計算技術研究所，
類型：發明
國別省市：