近年來，隨著社會經(jīng)濟的快速發(fā)展，城市規(guī)模不斷擴大，城市人口和機動車保有量迅猛增長，交通需求與道路交通設施之間的矛盾日益突現(xiàn)，交通擁堵、交通事故、大氣污染等問題已經(jīng)逐步影響了人民的日常生活，同時也給道路交通實現(xiàn)現(xiàn)代化管理提出了新課題。AR技術與物聯(lián)網(wǎng)技術的發(fā)展為解決這一問題提供了思路，高新興通過AR與物聯(lián)網(wǎng)技術的融合，提出來基于AR與物聯(lián)網(wǎng)融合技術在智能交通上的應用，并成功得到實施。

1.引言

無論是發(fā)達國家還是發(fā)展中國家， 道路建設速度永遠趕不上汽車增長的速度， 交通擁堵愈演愈烈，與之相關的環(huán)境污染等問題也愈發(fā)嚴重這些問題不能僅靠政府頒布限購、限號等政策來治理， 要用智能交通來解決。

智能交通系統(tǒng)（Intelligent Tansportation Systems，ITS）通過在基礎設施和交通工具當中廣泛應用先進的感知技術、識別技術、定位技術、網(wǎng)絡技術、計算技術、控制技術、智能技術對道路交通進行全方面感知，對交通工具進行全程控制，對每一條道路進行全時空控制，以提高交通運輸系統(tǒng)的效率和安全，同時降低能源消耗和對地球環(huán)境的負面影響。智能交通系統(tǒng)是一種實時的、準確的、高效的交通運輸綜合管理和控制系統(tǒng)［1］。

2.AR與物聯(lián)網(wǎng)技術的概述

增強現(xiàn)實是一種將真實世界信息和虛擬世界信息“無縫”集成的新技術，借助顯示技術、交互技術、多種傳感技術和計算機圖形與多媒體技術將計算機生成的虛擬環(huán)境與用戶周圍的現(xiàn)實環(huán)境融為一體，使用戶從感官效果上確信虛擬環(huán)境是其周圍真實環(huán)境的組成部分［2］。概括地說，增強現(xiàn)實技術是借助計算機圖形技術和可視化技術產(chǎn)生現(xiàn)實環(huán)境中不存在的虛擬對象，并通過傳感技術將虛擬對象準確“放置”在真實環(huán)境中，并呈現(xiàn)給用戶一個感官效果真實的新環(huán)境［3］。

物聯(lián)網(wǎng)是新一代信息技術的重要組成部分。顧名思義，“物聯(lián)網(wǎng)就是物物相連的互聯(lián)網(wǎng)”。這有兩層意思：第一，物聯(lián)網(wǎng)的核心和基礎仍然是互聯(lián)網(wǎng)，是在互聯(lián)網(wǎng)基礎上的延伸和擴展的網(wǎng)絡；第二，其用戶端延伸和擴展到了任何物品與物品之間，進行信息交換和通信。因此，物聯(lián)網(wǎng)的定義是通過射頻識別（RFID）、紅外感應器、全球定位系統(tǒng)、激光掃描器等信息傳感設備，按約定的協(xié)議，把任何物品與互聯(lián)網(wǎng)相連接，進行信息交換和通信，以實現(xiàn)對物品的智能化識別、定位、跟蹤、監(jiān)控和管理的一種網(wǎng)絡。

3.高新興AR與物聯(lián)融合技術解決方案

針對城市重點交叉路口、重點交通樞紐、常發(fā)交通擁堵點、交通事故多發(fā)點和一些重點路段等等，高新興提出了基于AR與物聯(lián)網(wǎng)融合技術的解決方案。

高新興AR與物聯(lián)網(wǎng)融合技術解決方案，實現(xiàn)了將視頻畫面的交通場景進行結(jié)構(gòu)化描述、可視化展示、扁平化互動。系統(tǒng)將AR與大數(shù)據(jù)、業(yè)務平臺結(jié)合，充分利用現(xiàn)有智能交通先進技術、設備與業(yè)務平臺，創(chuàng)新性地開發(fā)虛擬標簽的增強現(xiàn)實標注技術、增強現(xiàn)實攝像機的3D自動定位技術，率先引入無人機、汽車電子標識等新技術，實現(xiàn)業(yè)務系統(tǒng)深度融合、信息資源共享，有效提高整體與各子系統(tǒng)效能的發(fā)揮，以視頻碼流作為地圖真實指揮場景，服務于交管指揮中心，開創(chuàng)指揮中心城市交通指揮管理的新模式，提升交通的服務水平和運行效率。

高新興利用自身的AR技術優(yōu)勢和對交通業(yè)務的深入探索，打造界面首創(chuàng)交通監(jiān)測云行系統(tǒng)。云行系統(tǒng)著眼于城市重點區(qū)域的交通運行綜合監(jiān)測，能夠精準把握城市路口的交通態(tài)勢，助力路口交通管控，實現(xiàn)路口交通指揮調(diào)度。云行系統(tǒng)具有視頻實景地圖、GIS地圖應用、視頻高低聯(lián)動、道路信息可視化管理、道路運行狀態(tài)實時監(jiān)測、道路態(tài)勢評估研判、車輛位置聯(lián)動管控、實景化視頻警力調(diào)度、布控告警快速處理、交通大數(shù)據(jù)研判等功能。

◆道路運行狀態(tài)實時監(jiān)測

通過實時調(diào)用各業(yè)務子系統(tǒng)數(shù)據(jù)，把各自獨立的數(shù)據(jù)聯(lián)系到一起，全方位實時展示道路運行狀態(tài)。道路的信號控制狀態(tài)、交通擁堵狀況、交通誘導信息、交通違法抓拍情況、過車數(shù)據(jù)等道路運行狀態(tài)都在系統(tǒng)內(nèi)實時變化呈現(xiàn)。

◆交通態(tài)勢評估研判

交通擁堵指數(shù)和道路服務水平是評價全路網(wǎng)或者區(qū)域路網(wǎng)的交通狀態(tài)的重要指標。交通管理者及交通參與者可以通過交通指數(shù)的變化及時采取相應措施，減少擁堵的發(fā)生。而道路服務水平更是直觀反映了道路交通擁堵、交通事故、環(huán)境污染、能源消耗等問題。

云行系統(tǒng)界面可通過選配的交通態(tài)勢監(jiān)測單元和對接用戶的交通態(tài)勢系統(tǒng)在云行視頻主畫面顯示當前路口或者路段的交通擁堵指數(shù)和服務水平等級，同時利用大數(shù)據(jù)分析技術進行研判分析，實現(xiàn)對重點區(qū)域交通現(xiàn)狀的科學分析。

◆實景化視頻警力調(diào)度

系統(tǒng)支持實時可視化警力調(diào)度功能，通過對接警員攜帶的手持警務終端、對講機、執(zhí)法記錄儀等設備，進行地理位置信息的坐標映射，能實時定位出警員在視頻畫面中的具體位置，指揮中心人員可根據(jù)現(xiàn)場實際情況，調(diào)整警力分布，指揮員可點擊標簽獲取警員相關信息，進行警力調(diào)配和視頻聯(lián)動。

◆布控告警快速處理

布控車輛經(jīng)過該路口后云行系統(tǒng)進行自動識別，將車輛的具體信息實時顯示在系統(tǒng)主界面內(nèi)，再利用視頻警力實時調(diào)度功能即可對布控車輛進行快速處理。

◆交通大數(shù)據(jù)分析研判

城市里的“人、車、路、環(huán)境”綜合影響著城市的交通，尤其是隨著城市汽車保有量的持續(xù)增長，道路上的車輛與道路交通秩序和交通安全息息相關。

云行系統(tǒng)里利用后端數(shù)據(jù)平臺結(jié)合其他智能交通子系統(tǒng)對重點區(qū)域的車輛信息進行重點研判。車輛違法信息研判包括違法類型的分析、違法區(qū)域的分析和違法多點位的統(tǒng)計。過車統(tǒng)計包括全域過車量的分析，重點路口過車量的分析和車輛類型的分析。

◆重大活動安保

通過在二維地圖上勾畫重大活動路線，系統(tǒng)自動聯(lián)動路線附近的云行高點和低點監(jiān)控、誘導等智能交通設備。同時通過右邊的設置界面，設置路口相應高低點視頻的預置位、相應信號機的相位和啟動倒計時時間和鎖相時間。也可設置相關誘導的顯示狀態(tài)。

當重大活動路線啟動時，系統(tǒng)將根據(jù)預先制定好的信號機方案、誘導屏顯示內(nèi)容、低點切換時間執(zhí)行預案。并且通過對活動車輛在二維地圖和實景地圖上進行定位顯示，實時切換高點視頻畫面，實現(xiàn)活動車輛動態(tài)全程追蹤。除此之外，相關人員可根據(jù)實際情況手動切換或鎖定信號相位，切換低點視頻畫面，從而保障活動車輛一路暢通。

◆道路交通管制

道路管制列表存放要執(zhí)行的任務，點擊列表按鈕可查看附近的管制道路信息，并進行相應操作。通過高點視頻繪制管制路線并錄入相關信息來新增管制任務，同時可通過二維地圖查看已被管制路段信息。管制任務執(zhí)行時，路段管制時間結(jié)束會閃動提示，并顯示“管制時間已到” ，出現(xiàn)“延長管制”和“撤除“按鈕，需要先連線附近交警后才可以進行管制撤除。

4.關鍵技術

（1）AR增強現(xiàn)實技術

業(yè)內(nèi)首創(chuàng)基于實時視頻的增強現(xiàn)實技術，能對監(jiān)測場景進行豐富的信息標注，實現(xiàn)靜態(tài)背景的結(jié)構(gòu)化，方便視頻數(shù)據(jù)提取和分析，同時也具有空間位置、姿態(tài)感知能力等功能。通過增強現(xiàn)實技術，不僅能夠獲得視頻背景的結(jié)構(gòu)化描述信息，還可以通過視頻聯(lián)動能匯聚已有的低點監(jiān)測視頻，在當前監(jiān)測畫面中以畫中畫形式呈現(xiàn)目標攝像機的監(jiān)測畫面，并可以跳轉(zhuǎn)到目標攝像機。

（2）動靜態(tài)標簽標注及跟隨

研究3D自動定位技術，在設備內(nèi)置高精度可變倍鏡頭，利用坐標自標定算法實現(xiàn)標簽位置的實時更新，使得虛擬標簽準確地跟蹤物體。

研究帶地理位置定位信息的動態(tài)標簽在視頻畫面內(nèi)的標注及跟隨。

（3）基于視頻地圖引擎的VGIS平臺技術

VGIS（Video Geographic Information System）視頻地理信息系統(tǒng)，VGIS平臺以視頻為基礎，以AR技術為核心，以地理信息技術為支撐，提供實景地圖服務、地理位置信息定位服務、數(shù)據(jù)服務，以服務于各種交通業(yè)務應用、信息共享和決策支持的可視化。

（4）交通大數(shù)據(jù)技術

研究基于全體系交通大數(shù)據(jù)的超融合技術，在交通數(shù)據(jù)的感知上，實現(xiàn)傳統(tǒng)交通檢測數(shù)據(jù)，AR增強現(xiàn)實視頻數(shù)據(jù)，汽車電子標識數(shù)據(jù)，互聯(lián)網(wǎng)交通數(shù)據(jù)，其他相關數(shù)據(jù)（如交通環(huán)境數(shù)據(jù)、其他業(yè)務部門數(shù)據(jù)）等全體系全類型的交通數(shù)據(jù)的采集和感知，在數(shù)據(jù)的分析上，實現(xiàn)復雜交通數(shù)據(jù)融合的融合模型，最后運用大數(shù)據(jù)技術實現(xiàn)交通大數(shù)據(jù)的深度應用。

（5）汽車電子標識技術

汽車電子標識技術能將車輛注冊信息寫入電子車牌內(nèi)芯片，由讀寫器讀出車輛相關信息后，再通過通信技術把車輛相關的信息傳輸給后臺計算機進行處理，最后得到最實時、真實的交通數(shù)據(jù)。汽車電子標識能夠?qū)崿F(xiàn)快速識別，安全可靠，識別率高等特點，并且能夠配合其他車輛信息采集方法（如視頻、卡口采集），識別套牌車輛，檢查盜搶車輛，實現(xiàn)城市車道級交通流量全覆蓋采集，為車輛的精細管制、車輛的交通誘導、交通管理方面的決策制定提供支撐。

（6）無人機實時視頻AR增強現(xiàn)實技術

研究了基于無人機實時視頻的AR增強現(xiàn)實技術，通過在AR增強高點攝像機畫面中以畫中畫方式呈現(xiàn)無人機視頻畫面，解決了無人機視頻監(jiān)控盲點的問題，并且能夠同高點視頻畫面配合，進行車輛的可視化追蹤；通過對無人機實時視頻進行增強現(xiàn)實標簽標注，解決了無人機視頻不直觀，無法和畫面范圍內(nèi)其他監(jiān)控和業(yè)務資源互通的問題，能夠?qū)崿F(xiàn)基于無人機畫面的標簽搜索定位跟隨、高低視頻聯(lián)動和業(yè)務集成，為交通管理中的交通態(tài)勢感知，交通違法抓拍，交通事故處理提供有力支持。

5.在交通領域的應用

解決方案主要是服務于城市交通管理部門，致力于城市交通運行監(jiān)測，尤其是城市重點交叉路口、重點交通樞紐、常發(fā)交通擁堵點、交通事故多發(fā)點和一些重點路段等等，輔助交通管理部門進行交通管控、交通態(tài)勢監(jiān)測和交通可視化指揮。另外在高速公路也具有應用價值，高速服務區(qū)、收費站、高速互通等場景具有極大的應用價值。

解決方案在應用上有很高的適應性和可塑性。根據(jù)不同的應用場景，系統(tǒng)通過聯(lián)動不同應用子系統(tǒng)，貼合業(yè)務實戰(zhàn)，鎖定用戶的關注點。在主要路段和路口，系統(tǒng)能夠結(jié)合交通管理業(yè)務子系統(tǒng)，針對交通擁堵、交通事故、交通管制等交通事件進行現(xiàn)況了解、問題分析、問題處理，使交通管理人員足不出門而盡知城市交通路況、解決交通問題。在機場、高速服務區(qū)、公交站場等人流密集的交通樞紐，系統(tǒng)結(jié)合人車防控、信息發(fā)布、停車管理、人員指揮等系統(tǒng)，對重點人員、嫌疑車輛、假套牌車輛進行精準打擊，使區(qū)域內(nèi)突發(fā)事件能夠及時檢測、快速處理，保障區(qū)域內(nèi)秩序穩(wěn)定、運行高效。

解決方案已經(jīng)在多個城市得到應用，如清遠、深圳、綿陽等地，特別是在2018年清遠國際馬拉松賽事安保及交通管理上發(fā)揮了重要作用，在清遠馬拉松賽事中，接入了賽事沿途監(jiān)控視頻3000多路，同時還有無人機、信號控制、電警卡口、交通誘導這些系統(tǒng)。實現(xiàn)賽場內(nèi)外交通態(tài)勢全監(jiān)測，全程為與賽人員保駕護航。

6.結(jié)束語：

基于AR與物聯(lián)網(wǎng)融合技術在智能交通領域的應用與傳統(tǒng)的ITS不是“復制”關系，也不是前者為工具或技術手段，后者為理想目標的關系。AR與物聯(lián)網(wǎng)融合技術在交通領域的應用與發(fā)展ITS相輔相成。針對城市交通的微觀管理，特別是容易忽視重要區(qū)域和路口的微觀交通環(huán)境對整個路網(wǎng)交通運行狀態(tài)的影響。高新興提出的基于AR與物聯(lián)網(wǎng)融合技術的智能交通解決方案給出來一種切實可行的解決辦法，在清遠等多地市得到應用，解決了交通管理的實際問題，開創(chuàng)了城市交通指揮管理的新模式，對城市智能交通建設的意義重大。