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项目信息
项目名称:基于车联网的公交信息智能采集与分析系统  
项目信息:
应用领域:工业控制、科研、医疗
设计摘要:
“寒风凛冽的冬日与烈日炎炎的夏天,你是否有过在公交车站焦急等待的经历呢?你是否有过等候时间过长,最终放弃原有出行计划转乘TAXI,在上车的一刹那,公交车却不适时出现的崩溃回忆呢?你是否有过在满怀希望的等待之后,却发现公交车载客过多,自己根本无法搭乘的尴尬经历呢?”
物联网(Internet of Things) 是新一代信息技术的重要组成分。近年来随着城市规划,智能管理等理念的深入,物联网的技术应用越来越广,尤其在公共交通上,形成了独特的“车联网”管理系统。“车联网”系统,以汽车作为信息网络的节点通过无线通信等手段实现人、车、路及环境的协同交互,实现智能交通。
在“车联网”方面,公交车辆信息的联网规划和智能显示,是目前较为实用的一个研究方向,特别是结合LED技术进行公交车行程预告,给市民的出行带来较大的便利,目前常用的“车联网”技术,包括RFID,传感网络,M2M等技术。
RFID是较为成熟的一种射频识别技术,通过在车辆上放置电子标签,进行区域内的动态跟踪和规划,在公交车上现在较为普及。但是RFID的技术也有很多瓶颈,其中一个很重要的,就是公交车数量众多,需要每一辆车上都放置有电子识别标签设备才能实现全网规划,而且电子标签的方式,信息量少,特别是公交车,在大城市里,由于市民出行规划不当,导致部分车辆过于拥挤,而部分车辆载客不足的不平衡问题也较为普遍,单纯了解车辆的固有信息已经不能满足物联网智能和方便的需求,所以利用一种智能的多信息的分析与识别技术,是车联网一个需要解决的较大问题。
与电子信号识别相比,图像识别的信息量就显得非常充足了,在公交车上面更是如此,本项目利用FPGA和ARM设备,旨在设计一套简洁灵活的公交车信息采集与分析系统,通过运动摄像和图像处理的技术,识别公交车包括车号,载客量和候车量等多项信息,并实时上传到处理中心进行统一规划。
系统原理和技术特点:

 

造成上述结果的原因在于公交信息不能实时的更新,不能被透明的管理和得知,市民在出行等公交时,无法合理的选择出行的时间。

这样既不利于公共交通,而且随着当前公交车客载量的加大,市民财物的丢失现象也越来越频繁而无法合理解决。

本项目基于以上考虑,在车联网的技术基础上,基于ARMFPGA的应用设计了一套简单灵活的公交信息采集与分析系统,结合云信息技术,将信息网络化,实现统一调度。

公交信息的单节点采集主要由以下几个步骤完成:

1.Zed-Board开发系统置于重要的公交站点处,由于公交站点信息突出,且图像中载客量和候车人流方便区分的特点,通过图像处理的方式,可以方便的获得公交的几个主要信息。单节点的系统功能如图2所示。

2.通过云台监控摄像头,对公交图像中的典型信息(如图2中红色线区域),进行关注和分析,通过FPGA的灵活配置,可以方便的配置舵机,关注不同的摄像区域。

3.通过Zed-Board综合处理中心,FPGA将典型图像进行采集,进入ARM内核进行图像处理,对当前检测公交的几个具体信息——公交路数,公交载客量程度,公交站点候车程度进行确定与分析。

4.其中ARMFPGA的工作配置,可以在Linux的操作系统下可视化配置,对不同时刻,当前公交的信息处理结果,通过网络传输到调度中心,进行总体分析与LED内容更新,总站将LED显示内容进行实时更新,并由FPGA完成LED驱动配置。

调度中心的‘云信息’汇集和公交信息处理过程如下图3所示,通过在城市内较为拥挤的几个公交站点设置分机处理系统,总机可以监视典型站点分机处理系统经过的公交车情况,结合存储的公交车的完整站点路线,可以将城市内,或者某条线路上的公交的路径运行情况进行计算,然后根据不同站点,进行信息的统一分配,其中客载量信息根据颜色分为几个等级,绿色代表空闲,人较少,黄色代表稍挤,红色代表人较多。在客载量较多时,将剩余的后续的公交信息也显示出来作为参考。

如图3,如果可以将信息网络化,则可以利用网络,将详细的实时的公交信息作一个查询系统,方便市民在出行前进行规划。甚至可以通过手机APP软件结合地图GPRS,对站点的公交信息进行全方位了解。

例如:在“七里台桥”站点处,经过上述技术,LED屏上对公交的信息可以智能的显示如下:

50 距离当前站点 还有 5 ,预计到达时间 15分钟, 客载量(绿色)

45 距离当前站点 还有 3 ,预计到达时间 8 分钟,  客载量(红色)

45 距离当前站点 还有 8 ,预计到达时间 30 分钟,  客载量(绿色)

。。。。。。

 

单节点系统功能图.JPG
系统框图:单节点系统功能图.JPG
多节点系统云图.JPG
系统框图:多节点系统云图.JPG
FPGA功能框图.JPG
系统框图:FPGA功能框图.JPG
软件流程介绍: 软件流程图.doc [102.5 KB]
计划书:参赛项目—基于车联网的公交信息智能采集与分析系统.doc [6.3 MB]
当前项目状态: 系统初始状态,计划与系统分工
参赛信息:
指导老师姓名: 陈晓冬
指导老师职称: 教授
学校: 天津大学
研究方向: 光电成像与图像检测
参赛情况: OpenHW12开源硬件与嵌入式计算大赛
需求信息:
拟采用的平台:ZED板
是否需要设计扩展板?
需要的基本功能:
最新版本:
暂无发布的版本信息   了解目前项目的开发进度
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