一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统

1.本发明涉及道路交通检测技术领域，尤其涉及一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统。


背景技术：

2.道路信息的获取可以有助于缓解交通堵塞，帮助人们出行规划路线，当前基于地图的道路信息获取是被动的，并且不是实时的，因此主动地实时的道路信息获取技术还有待解决。
3.道路状况一般分为车辆通行状况和路面状况，路面状况的改变对车辆通行有极大的影响，但是现有的道路状况检测，一般仅对车辆通行状况进行检测，缺少对路面状况的检测和分析，当道路出现拥堵时，获取的信息有限，后车驾驶员无法判定前方情况，盲目等待或换向，会造成交通进一步堵塞，影响道路交通恢复正常。


技术实现要素：

4.本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统。
5.为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
6.一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，包括车辆跟踪模块、车辆控制模块、道路信息交互模块及交通总控模块，所述车辆控制模块包括汽车限速器、行车电脑、显示器及车辆无线通讯模块，所述车辆跟踪模块包括车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块，其中：
7.所述车辆传感器模块包括车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器，所述车辆传感器模块用于检测车辆运行状态，间接反馈道路状况；
8.所述地图定位模块包括gps模块、移动通信模块和电子地图，所述地图定位模块用于定位车辆位置，确定车辆行驶轨迹；
9.所述环境检测模块包括图像传感器、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及生物传感器，所述环境检测模块用于检测车辆外部环境及道路实际状况；
10.所述道路信息交互模块连接有无线地磁检测器、道路监控摄像头、路段基站无线通讯模块及交通网络通讯模块，所述道路信息交互模块用于收集路段道路状况信息，同时接收路段内车辆跟踪模块收集的车辆状态数据，并将信息和数据输送至交通总控模块。
11.优选的，所述车辆控制模块与车辆跟踪模块之间电性连接，所述行车电脑用于接收并处理车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块传递的信号。
12.优选的，所述路段基站无线通讯模块与车辆无线通讯模块之间通过无线网络连接，所述车辆无线通讯模块用于将行车电脑内收集的数据送至道路信息交互模块。
13.优选的，所述无线地磁检测器、道路监控摄像头用于检测路段车辆通行状况，所述交通网络通讯模块通过线缆与交通总控模块连接。
14.优选的，所述交通总控模块包括服务器及操作台，所述交通总控模块用于收集并处理道路信息交互模块送来的数据及信息，并将交通调控处理信息反馈至道路信息交互模块。
15.优选的，所述路段基站无线通讯模块用于将交通调控处理信息输送至行车电脑，提示驾驶员减速或及时调整行驶路径。
16.优选的，所述汽车限速器用于限制车速，所述显示器用于提示驾驶员道路状况及显示行车路径。
17.优选的，所述道路状况检测系统工作步骤包括：
18.步骤s1：车辆在道路上行驶，车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器检测车辆行驶状态，当出现刹车、车身颠簸或转向等情况时，车辆传感器模块将测得的数据输送至行车电脑；
19.步骤s2：道路以路口或距离划分路段，每个路段之间为检测节点，检测节点均设置道路信息交互模块，车辆行驶过每个路段后，通过无线网络将车辆跟踪模块收集的信息送至道路信息交互模块；
20.步骤s3：无线地磁检测器和道路监控摄像头收集检测节点的车流量信息，并将车流量信息送至道路信息交互模块，道路信息交互模块将所有收集到的信息通过交通网络通讯模块送至交通总控模块中的服务器中；
21.步骤s4：服务器对信息进行筛分和统计，操作台将整理出的道路状况反馈至道路信息交互模块，道路信息交互模块通过路段基站无线通讯模块将反馈结果发送给路段内行驶车辆的行车电脑；
22.步骤s5：行车电脑通过显示器显示当前路段状况，对驾驶员进行提示，同时遇到限速路段时，行车电脑开启汽车限速器，对车辆进行强制限速，避免发生事故。
23.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
24.(1)、本发明以车身传感器建立车辆跟踪模块，根据车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器等收集车辆运行状况，当路面出现障碍或凹坑时，车辆减速、避让或颠簸，行车电脑收集传感器相关数据，间接判断道路状态是否良好，作为智能驾驶或自动驾驶的路径规划数据依据；
25.(2)、本发明将道路划分路段，建立检测节点，节点设置道路信息交互模块，构建交通局域网络，实现车——基站——车之间的数据交流，便于快速提醒路段内后续车辆，该路段的交通及路面状况，便于驾驶员合理规划行程，实现车辆智能驾驶，确保道路交通顺畅。
附图说明
26.图1为本发明提出的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统的工作流程图；
27.图2为本发明提出的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统的车辆传感器模块结构示意图；
28.图3为本发明提出的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统的环境检测模块结构示意图。
29.图中：1、车辆跟踪模块；2、车辆控制模块；3、道路信息交互模块；4、交通总控模块。
具体实施方式
30.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。以下对至少一个示例性实施例的描述实际上仅仅是说明性的，决不作为对本发明及其应用或使用的任何限制。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
31.参照图1-3，一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，包括车辆跟踪模块1、车辆控制模块2、道路信息交互模块3及交通总控模块4，车辆控制模块2与车辆跟踪模块1之间电性连接，车辆跟踪模块1用于收集车辆运行状态及行驶轨迹，车辆控制模块2用于辅助驾驶员对车辆进行操纵，提高行驶安全性和便捷性，道路信息交互模块3用于收集路段道路状况信息，同时接收路段内所有汽车中车辆跟踪模块1收集的车辆状态数据，并将信息和数据输送至交通总控模块4，交通总控模块4用于收集并处理道路信息交互模块3送来的数据及信息，并将交通调控处理信息反馈至道路信息交互模块3，道路信息交互模块3再将信息发送给路段内的车辆，对驾驶员进行提醒；
32.车辆跟踪模块1包括车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块，车辆控制模块2包括汽车限速器、行车电脑、显示器及车辆无线通讯模块，行车电脑用于接收并处理车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块传递的信号，其中：
33.车辆传感器模块用于检测车辆运行状态，间接反馈道路状况，车辆传感器模块包括车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器，车速传感器检测汽车行驶速度和刹车次数、停车时间，当道路内交通堵塞时，车辆反复刹车甚至停止不动，同时检测车辆是否超速，避免驾驶员违章驾驶，根据车速传感器收集的数据，即可对道路交通情况进行检测，同时可将历史数据按照年月日进行分类存储，便于统计分析对比，估算道路同一时间段的堵车时间，便于辅助驾驶员规划合理的行车路径，避免堵塞，影响行程；
34.悬架高度传感器可以检测悬架工作状况，当汽车出现震动、俯仰和侧倾时，说明路面存在异常情况，例如凹坑、凸起甚至台阶，悬架高度传感器及时记录悬架高度数据的变化，作为评价路面平整度的数据依据；
35.方向盘转角传感器用于检测车辆行驶方向，当某一个地点的地图显示可以直行，但频繁出现驾驶员转向避让时，可以判定道路出现异常，例如设置了警示牌、车辆停在道路中间、行人经常通行或道路维修等问题，提前提示后方驾驶员进行减速；
36.根据需要还可收集碰撞传感器信号，碰撞传感器是安全气囊系统中的控制信号输入装置。其作用是在汽车发生碰撞时，由碰撞传感器检测汽车碰撞的强度信号，并将信号输入安全气囊电脑，安全气囊电脑根据碰撞传感器的信号来判定是否引爆充气元件使气囊充气，发生事故时，碰撞传感器用于检测骑车碰撞强度；
37.地图定位模块包括gps模块、移动通信模块和电子地图，地图定位模块用于定位车辆位置，确定车辆行驶轨迹，便于将车辆测得的道路状况与具体道路对应，直观描述每段道路的状况；
38.环境检测模块包括图像传感器、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及生物传感器，环境检测模块用于检测车辆外部环境及道路实际状况，汽车智能驾驶，需要依靠图像传感器、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及生物传感器等对环境进行检测和分析，环境
检测模块测得的数据，也是道路状况分析的数据依据之一，当道路中出现杂物、阻拦或者凹坑时，可以及时检测，记录并发送至道路信息交互模块3，用于提醒其他车辆减速并躲避，提高行车安全；
39.道路信息交互模块3一侧连接有无线地磁检测器、道路监控摄像头、路段基站无线通讯模块及交通网络通讯模块，交通总控模块4包括服务器及操作台；
40.路段基站无线通讯模块与车辆无线通讯模块之间通过无线网络连接，车辆无线通讯模块用于将行车电脑内收集的数据送至道路信息交互模块3；无线地磁检测器、道路监控摄像头用于检测路段车辆通行状况，检测车流量，判定是否发生堵车，交通网络通讯模块通过线缆与交通总控模块4连接，路段基站无线通讯模块用于将交通调控处理信息输送至行车电脑，提示驾驶员减速或及时调整行驶路径，汽车限速器用于限制车速，显示器用于提示驾驶员道路状况及显示行车路径；
41.道路信息交互模块3相当于信息基站，通过路段基站无线通讯模块在路段内构建局域网络，与路段内行驶的车辆进行数据传输，当道路出现异常状况时，及时根据前车行驶状况，提示后车进行减速和躲避，例如夜间照明不良环境下或高速路段车速较高时，意外发生车祸，前车紧急刹车、避让甚至撞击后，车辆运行状态形成数据反馈，提醒后车提前减速，并进行避让，避免出现连环追尾事故。
42.工作步骤：
43.车辆在道路上行驶，车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器检测车辆行驶状态，当出现刹车、车身颠簸或突然大幅度转向等异常情况时，车辆传感器模块将测得的数据输送至行车电脑；
44.道路以路口或距离划分路段，每个路段之间为检测节点，检测节点均设置道路信息交互模块3，车辆行驶过每个路段后，通过车辆无线通讯模块的无线网络将行车电脑中车辆跟踪模块1收集的信息送至道路信息交互模块3；
45.与此同时，无线地磁检测器和道路监控摄像头辅助收集每个检测节点的车流量信息，并将车流量信息送至道路信息交互模块3，道路信息交互模块3将所有收集到的信息通过交通网络通讯模块送至交通总控模块4中的服务器中；
46.服务器对信息进行筛分和统计，如果同一路段中，多辆汽车行驶数据同时出现波动，例如刹车或转向避让，说明道路出现异常情况，根据环境检测模块收集的信息对异常情况进行进一步判定，确定道路实际情况，操作台将整理出的道路状况及时反馈至道路信息交互模块3，道路信息交互模块3通过路段基站无线通讯模块将反馈结果发送给路段内行驶车辆的行车电脑，同时服务器收集的数据，也可作为道路维护修复的参考数据，便于合理规划道路，提高交通通行可靠性；
47.行车电脑通过显示器显示当前路段状况，对驾驶员进行提示，或者作为汽车自动驾驶的道路数据参数，便于自动驾驶规划合理路径，同时遇到限速路段时，行车电脑开启汽车限速器，对车辆进行强制限速，避免发生事故。
48.此外，根据需要可在道路信息交互模块3与交通总控模块4之间设置区域管理模块，对区域内交通情况进行快速分析，并将路段状况及时提示区域内车辆，便于驾驶员进行提前避让，提高交通管理效率，同时便于交通管理。
49.以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，
任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，包括车辆跟踪模块(1)、车辆控制模块(2)、道路信息交互模块(3)及交通总控模块(4)，所述车辆控制模块(2)包括汽车限速器、行车电脑、显示器及车辆无线通讯模块，所述车辆跟踪模块(1)包括车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块，其中：所述车辆传感器模块包括车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器，所述地图定位模块包括gps模块、移动通信模块和电子地图，所述环境检测模块包括图像传感器、激光雷达、毫米波雷达、超声波雷达以及生物传感器；所述道路信息交互模块(3)连接有无线地磁检测器、道路监控摄像头、路段基站无线通讯模块及交通网络通讯模块，所述道路信息交互模块(3)用于收集路段道路状况信息，同时接收路段内车辆跟踪模块(1)收集的车辆状态数据，并将信息和数据输送至交通总控模块(4)。2.根据权利要求1所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述车辆控制模块(2)与车辆跟踪模块(1)之间电性连接，所述行车电脑用于接收并处理车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块传递的信号。3.根据权利要求2所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述路段基站无线通讯模块与车辆无线通讯模块之间通过无线网络连接，所述车辆无线通讯模块用于将行车电脑内收集的数据送至道路信息交互模块(3)。4.根据权利要求3所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述无线地磁检测器、道路监控摄像头用于检测路段车辆通行状况，所述交通网络通讯模块通过线缆与交通总控模块(4)连接。5.根据权利要求4所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述交通总控模块(4)包括服务器及操作台，所述交通总控模块(4)用于收集并处理道路信息交互模块(3)送来的数据及信息，并将交通调控处理信息反馈至道路信息交互模块(3)。6.根据权利要求5所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述路段基站无线通讯模块用于将交通调控处理信息输送至行车电脑，提示驾驶员减速或及时调整行驶路径。7.根据权利要求6所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述汽车限速器用于限制车速，所述显示器用于提示驾驶员道路状况及显示行车路径。8.根据权利要求7所述的一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，其特征在于，所述道路状况检测系统工作步骤包括：步骤s1：车辆在道路上行驶，车速传感器、悬架高度传感器及方向盘转角传感器检测车辆行驶状态，当出现刹车、车身颠簸或转向等情况时，车辆传感器模块将测得的数据输送至行车电脑；步骤s2：道路以路口或距离划分路段，每个路段之间为检测节点，检测节点均设置道路信息交互模块(3)，车辆行驶过每个路段后，通过无线网络将车辆跟踪模块(1)收集的信息送至道路信息交互模块(3)；步骤s3：无线地磁检测器和道路监控摄像头收集检测节点的车流量信息，并将车流量信息送至道路信息交互模块(3)，道路信息交互模块(3)将所有收集到的信息通过交通网络通讯模块送至交通总控模块(4)中的服务器中；
步骤s4：服务器对信息进行筛分和统计，操作台将整理出的道路状况反馈至道路信息交互模块(3)，道路信息交互模块(3)通过路段基站无线通讯模块将反馈结果发送给路段内行驶车辆的行车电脑；步骤s5：行车电脑通过显示器显示当前路段状况，对驾驶员进行提示，同时遇到限速路段时，行车电脑开启汽车限速器，对车辆进行强制限速，避免发生事故。

技术总结
本发明涉及道路交通检测技术领域，尤其涉及一种基于车辆轨迹跟踪的道路状况检测系统，包括车辆跟踪模块、车辆控制模块、道路信息交互模块及交通总控模块，所述车辆控制模块包括汽车限速器、行车电脑、显示器及车辆无线通讯模块，所述车辆跟踪模块包括车辆传感器模块、地图定位模块及环境检测模块，所述道路信息交互模块连接有无线地磁检测器、道路监控摄像头、路段基站无线通讯模块及交通网络通讯模块，本发明以车身传感器建立车辆跟踪模块，当路面出现障碍或凹坑时，行车电脑收集传感器相关数据，作为智能驾驶的路径规划数据依据，设置道路信息交互模块，实现车辆之间的数据交流，实现车辆智能驾驶，合理规划行程，确保道路交通顺畅。交通顺畅。交通顺畅。


技术研发人员：赵景波 刘海妹 廖连莹 徐永明 陈建锋
受保护的技术使用者：常州工学院
技术研发日：2022.12.12
技术公布日：2023/5/16