1.一种基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于,包括如下步骤:Step1、在汇流车道区域搭建摄像监控设备,采集主干道与汇流车道的车流影响特征,通过车流影响特征反映不同车道的车流状态;
Step2、提前演算无人机投影导流线的控制步骤,存储至无人机控制端;
Step3、通过物联网搭建无人机与摄像监控设备之间的网络通道,进行车流监测数据共享;
Step4、结合路况管理行业标准,制定主干道与汇流车道的导流响应状态,导流响应状态通过车流影响特征数值进行反映;
Step5、根据摄像监控设备实时更新不同车道的车流影响特征数值,通过反映的车流状态与导流响应状态进行比对,并将反馈结果共享至无人机控制端;
当主干道的车流状态符合导流响应状态时则维持当前导流线位置不变;
当主干道的车流状态不符合导流响应状态时,则进行汇流车道的车流状态判定;
当汇流车道的车流状态不符合导流响应状态时,则维持当前导流线位置不变;
当汇流车道的车流状态符合导流响应状态时,则无人机响应启动,按照提前演算的控制步骤进行导流线投影,重新划分主干道与汇流车道之间的导流区域;
Step6、获取经过投影后的导流线的车流引导状态,进行实时数据存储。
2.根据权利要求1所述的基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于:所述Step1中的车流影响特征包括车流密度以及车流速度。
3.根据权利要求1所述的基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于:所述Step1中车流密度的计算方法包括如下步骤:Step1.1、根据摄像头的俯仰角和高度,计算虚拟线圈实际覆盖长度,虚拟线圈包括第一线圈与第二线圈,其中第一线圈用于触发检测,第二线圈用于计数,具体算法如下:;
其中, 为虚拟线圈在地面的实际物理长度, 为虚拟线圈在图像中的像素宽度,为摄像头安装高度,为摄像头焦距,为摄像头俯仰角;
Step1.2、完成虚拟线圈的定位工作后,对经过视频画面的车辆进行捕捉,通过质点定位对车道的车辆进行轨迹追踪,获取车辆在连通域中的质心坐标 ,其中, ,且 为连通域内有效像素总数, 为连通域内第i个像素的坐标;
Step1.3、结合卡尔曼滤波器预测车辆质心位置,当质心连续三帧穿过第一线圈且在第二线圈内消失时,则车流量计数加1,通过设置时间窗口累计触发次数,输出车辆量/小时。
4.根据权利要求2所述的基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于:所述Step1中车流速度的采用双虚拟线圈测速法,具体算法如下:;
为车道中经过车辆的速度, 为摄像头的帧率,以及 分别为车辆通过第一、第二线圈的帧序号,通过设置时间窗口,计算时间窗口内车道中的经过车辆的平均车速。
5.根据权利要求1所述的基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于:所述Step2中演算无人机投影导流线的控制步骤的方法包括如下步骤:Step2.1、通过无人机上搭载的激光雷达,以特定频率扫描地面,获取当前车道原始导流线位置;
Step2.2、无人机以初始点为原点建立空间直角坐标系,获取各个原始导流线的端点坐标,生成点云数据 ;
Step2.3、获取主干道中与汇流车道的关联车道,其中关联车道为与汇流车道最接近的车道;
Step2.4、获取关联车道导流线的端点坐标,以端点坐标为基准进行无人机位置调整。
6.根据权利要求5所述的基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于:所述Step2.4中以端点坐标为基准进行无人机位置调整的方法包括如下步骤:Step2.4.1、结合导流线段端点的空间坐标,计算关联车道导流线空缺位置的面积;
Step2.4.2、控制无人机垂直地面向上飞行,使得投影图像与空缺位置保持一致,完成z轴上的位置调整;
Step2.4.3、控制无人机沿着y轴进行移动,使得投影图形侧边与导流线重合,完成y轴上的位置调整;
Step2.4.4、控制无人机沿着x轴进行移动使得投影图像各个端点分别与空缺位置各个端点重合,投影图形完全填补在空缺位置;
Step2.4.5、记录三次调整的距离、调整顺序以及最终无人机的投影点,作为无人机的投影导流线的控制步骤。
7.根据权利要求1所述的基于物联网的智能交通导流控制方法,其特征在于:所述Step4中制定主干道与汇流车道的导流响应状态的方法包括如下步骤:Step4.1、获取主干道与汇流车道的车流量负载范围;
Step4.2、车流量负载范围通过车流密度与车流速度进行反馈,采用车道饱和算法,其算法公式如下:;
其中, 为最大车流量, 为车辆在车道上行驶的平均速度, 为安全车距,与平均速度 相关,为车速长度,n为车道数,其中最大车流量 即为导流响应状态。
8.一种实现权利要求1所述的基于物联网的智能交通导流控制方法的系统,其特征在于:包括监控设备控制系统、无人机控制系统、导流响应状态比对模块以及投影结果采集模块;
其中,所述监控设备控制系统对主干道与汇流车道进行监测处理,实时采集各条车道上的车流影响特征,其中车流影响特征包括车流密度以及车流速度;
所述无人机控制系统用于调控无人机进行导流线投影,所述无人机控制系统与所述监控设备控制系统之间通过物联网搭建的数据共享通道进行数据共享,所述监控设备控制系统将车流影响特征实时反馈至无人机控制系统;
所述无人机控制系统包括原始导流线采集模块、投影导流线模拟模块以及模拟步骤记录模块;
其中,所述原始导流线采集模块用于采集各个车道的原始导流线,结合无人机初始位置定位原始导流线位置,并定位对应的空缺位置;
所述投影导流线模拟模块通过调整无人机进行位置改变,将投影图形投影至空缺位置;
所述模拟步骤记录模块用于采集投影步骤;
所述导流响应状态比对模块结合实时监控的反馈信息,对采集到的车道导流响应状态进行比对,作为响应无人机控制启动的反馈;
所述投影结果采集模块结合监控设备采集导流线投影后的车道导流信息。