Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Az előadás letöltése folymat van. Kérjük, várjon

Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció 2. Előadás: Adatok, adatgyűjtés: térkép, térképi tartalom, infrastruktúra adat és érzékelés, pozíció.

Hasonló előadás


Az előadások a következő témára: "Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció 2. Előadás: Adatok, adatgyűjtés: térkép, térképi tartalom, infrastruktúra adat és érzékelés, pozíció."— Előadás másolata:

1 Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció 2. Előadás: Adatok, adatgyűjtés: térkép, térképi tartalom, infrastruktúra adat és érzékelés, pozíció

2 ITS modellezés Modell: a valóság egyszerűsített, absztrakt mása Térbeli (GIS) modellezés – Elméleti modell: jelenségek, kiválasztott jellemzők, kapcsolatok – Logikai modell: objektumok („digitális entitás”), osztályok, jellemzők (geom/topol/attr) – Fizikai modell: adatbázis elemek Detrekői Á. – Szabó Gy: Térinformatika

3 Térképi elemek általában (objektum osztályok) Határ (1000) Település (2000) Közlekedés (3000) – Közúti (3100) Utca (3101), út (3102), tér(3103), komplex utca (3104), úttest (3105), útpálya (3106), komplex csomópont (3180), nullapont (3181), szakasz (3182), elágazás (3183) – Vasúti (3200) Sínpálya (3201), kötélvasút (3202), komplex sínpálya (3203), pályatest (3204), pályaszakasz (3205) – Légi (3300) – Vízi (3400) – Segédlétesítmények (közlekedéshez, szállításhoz, kommunikációhoz) (3500) Növényzet (4000) Víz (5000) Domborzat (6000) Terület (7000) ATKIS-objektumkatalógus

4 Digitális térképi szabványok ATKIS DAT ETAK GDF TIGER …

5 Utca (példa) Tulajdonságok – Név, rövidítés, másodnév – Jelentőség (településen belüli/kívüli) – Különleges sávok (járda, kerékpár stb.) – Pálya és útszélesség – Sávok száma – Burkolattípus – Útrang (autópálya, főút stb.) – Állapot – Stb.

6 Komplex vasút példa

7 DAT Digitális alaptérkép Magyarországon Szabvány: MSZ Objektum-orientált szerkezet Fontosabb részei: – Fogalmi modell, adatszerkezet, adatcsere leírás, digitális jelkulcs Geometriai és leíró adatok 9 objektumosztály, 36 objektumcsoport, 261 objektumféleség

8 ETAK 1983-ban alapított USA navigációs cég formátuma (ma TeleAtlas) Termék: Etak Navigator → Clarion, Blaupunkt stb. 1: méretarányban 1.6 millió mérföld adatbázisban (USA lakosság 70%-a lefedve)

9 GDF Geographic Data Files ERTICO és NavTech (Navteq) szabvány → CEN GDF 3.0 (ENV14825:1996) → ISO GDF 4.0 (ISO14825:2004) → GDF 5.0 Draft (ISO/DIS14825) GDF 5.0 → 2011 elfogadás (ISO14825:2011) – 1231 oldal, 238 CHF Nagy térképszolgáltatók (Navteq, TeleAtlas …) Text-formátum, XML és SQL támogatás, ma 3D és UML törekvés, időkoordináták

10 A GDF jellemzői Alkalmazásfüggetlen Tartalma: – feature/attribútum/kapcsolat katalógus – reprezentációs sémák (pont/vonal/felület/komplex elem) – logikai adatszerkezet – globális adatkatalógus – minőségi specifikáció

11 GDF elemkatalógus Témák: – Utak és kompok – Adminisztratív területek – Települések és névvel rendelkező területek – Felszínborítottság és –használat – „brunnel” (híd és alagút) – Vasutak – Vízi utak – Úttartozékok (road furniture) – Szolgáltatások – Tömegközlekedés – Általános elemek

12 Kapcsolat (példák)

13 TIGER Topologically Integrated Geographic Encoding and Referencing system – US Census Bureau

14 POI Point of Interest – Érdeklődési pont/Érdekes hely/Hasznos hely Fajtái (IGO alapján – példa!): – Fuvarozás: Terminálok, kompállomás, buszmegálló, pihenőhely, repülőtér, vasútállomás, parkoló, felszíni közlekedés, általános, kikötő – Szórakozás – Sport&kikapcsolódás – Szolgáltatás – Bevásárlás – Kultúra – Sürgősségi szolgálat, hivatalos – Étel, ital – Mesterséges tereptárgy – Vízrajzi pont – Szállás – Természeti pont

15 POI-gyűjtemények (Tomtom alapján) Összegyűjtött benzinkutak, barkácsboltok, hotelek, szupermarketek, bankok Örökségi és ősi helyek Templomok, mecsetek Autópályaszolgáltatások Farmok Foci- és rögbipályák, sportlétesítmények Kempingek

16 Topológia Eredetileg térbeli adatstruktúra elsősorban annak biztosítására, hogy a hozzárendelt adatok konzisztens és tiszta szerkezetet alkossanak Ma szabályalapú implementációban rugalmasabb geometriai kapcsolatok lehetségesek (ESRI)

17 Topológiai elemek Geometriai primitívek: – Csomópont (node), él (edge vagy arc), közbülső pont (vertex) Tulajdonságai: – Összekötöttség (connectivity): él-csomópont kapcs. – Területmeghatározás: poligon-él kapcs. – Irányítottság (contiguity): bal-jobb kapcs.

18 Táblázatos topológia Adatmezők: – AAT: ID, From-node, To-node, Lpoly, Rpoly – PAT: ID, éllista

19 Gráf, mint topológiai egység Mátrixos megadási módok: – Incidencia (él-csomópont) mátrix – Adjacencia (csomópont-csomópont) mátrix Többféle megadási mód Általánosítási lehetőség n1n1n2n2n3n3n4n4 n1n13-20 n2n2-24 n3n3 20 n4n40 01 n1n1n2n2n3n3n4n

20 Legfontosabb topológiai hibák Túlnyúlás (overshoot) Alulnyúlás (undershoot) Metszéspont hiánya Álcsomópont Önmetszés Kettőzés/többszörözés Attribútum-hibák

21 Kiterjesztett topológia További elemek: multipont, ív, görbe, spline Levezetett osztály: geometriai hálózat saját elemekkel Külön definiált közlekedési objektumok: – Út – Csomópont

22 Nyomvonal vs. Logikai kapcsolat Node vs vertex!

23 Topológia a formátumokban Shape: korrigált, de azt nem tartalmazza Coverage: korrigált és elemi szinten tartalmazza Geodatabase: korrigált és teljes mértékben tartalmazza OSM: korrigált, de csomópont-töréspont keveredés lehetséges

24 OSM topológia Fontos elemei: node, way, (area), relation, (role, member)

25 3D az OSM-ben (pl. Németország) 2D-s rétegek integrálása SRTM magasságok integrálása Felszínborítottság és –használat integrálása Épületmodellek, címkék és POI-k integrálása LOD létrehozása 3D-s megjelenítések

26 Heidelberg

27 Helytípusok, megadási módok Intézménynév (pl. Városháza) Lakcím (utca, házszám) Postai irányítószáma (kód) x-y pont Szelvény (linear reference)

28 Magyarország jelenleg - részlet

29 Számokban Napi frissítésekből: ; ; ; ; ; Formátum – Shp: 7 réteg 41 file (shp,shx,dbf,prj) 17.7 MB (2010), 42.8 MB (2011), 77.4 MB (2012), MB (2013), MB (2014), MB (2015) Road réteg: – 2010: polyline, pont (vertex+node) – 2011: polyline, pont – 2012: polyline, pont – 2013: polyline, pont – 2014: polyline, pont – 2015: polyline, pont – Osm: 1 xml file >1.5 (2010), >4.7 (2011), >7.8 (2012), >13.0 (2013), >17.4 (2014), >25.4 (2015) millió sor 112 MB (2010), 341 MB (2011), 575 MB (2012), 952 MB (2013), 1314 MB (2014), 1903 MB (2015)

30 Közúthálózaton gyűjtött adatok köre Forgalmi adatok Baleseti adatok Időjárási adatok

31 Forgalmi adatok Forgalomnagyság (v) – Adott keresztmetszeten adott idő alatt áthaladó járművek száma – Pl. 15 perces csúcsidőszakhoz tartozó forgalomnagyság (j/h) Sebesség (S) – Hatékonyság jellemzése – Utak osztályozása Sűrűség (D) – Adott szakaszon tartózkodó járművek adott pillanatban – D=v/S

32 Forgalmi adatgyűjtés - statisztika Forgalmi tervezés céljából Keresztmetszeti számlálás – Útkeresztmetszet ill. útszakasz terhelés – Forgalom összetétele – Célforgalmi számlálás (kikérdezéses) Kézi vagy automatikus módszer – Forgalomfelvételi lap – Hurokdetektorok (akár járműhossz mérésével)

33 Forgalmi adatgyűjtés – folyamatos I. Dinamikus forgalomszabályozás céljából Hurokdetektorok – Számlálás + foglaltság – Forgalmi irányító lámpák szabályozása – Statisztikai adatok – Drága, sérülékeny

34 Néhány detektorhely Budapesten

35 Hurok-detektor adatok LoopData_IDEltarolasi_idopontKeletkezesi_idopontMerohelyJarmuszamAtlagsebessegFoglaltsag MS MS MS MS MS MS MS MQ_Budapest_Amt3_MSt MQ_Budapest_Amt3_MSt MQ_Budapest_Amt3_MSt MQ_Budapest_Amt3_K916_MSt180690

36 Forgalmi adatgyűjtés – folyamatos II. Kameraképek alapján

37 Képekből forgalom

38 TrafficEye

39 Soccer

40 Antar eredmények

41 Floating Car Data I.

42 Floating Car Data II. Stuttgart Taxik 95%-a segítségével

43 Baleseti adatok Statisztikák – Rendőrség, KSH

44 Baleseti adatok II. ÁKMI (ma: MK) megyeevhonapnaporaperctelepulesutszamkmmokozo_halbal_helyegyal_kozlidojaraslatasi_vitermeszetokozoittassaggyogyszer ok_nemeok_koraok_jogosok_gyakorlsebessegokmasodl_okkimen_30halalossulyoskonnyutipuskutkakkodvkodkekmkemtvekmvemtszekkmpszekmtp A baleset tipusa (számított adat) AZONOS IRÁNYBA HALADÓ JÁRMŰVEK ÖSSZEÜTKÖZÉSE Ütközés hátulról, balról (vagy jobbról) történő előzésnél Ütközés hátulról, kettős előzésnél 103. Ütközés hátulról, forgalmi sáv változtatásánál 104. Ütközés hátulról, két jármű forgalmi sáv változtatásakor 105. Utoléréses baleset, két vagy több résztvevővel Utoléréses baleset két, vagy több résztvevővel, valamelyik jármű fékez, vagy megáll (áll) Ütközés tolató járművel 108. Ütközés induló járművel 109. Azonos irányba egymás mellett haladó járművek ütközése SZEMBE EGYENESEN HALADÓ JÁRMŰVEK ÖSSZEÜTKÖZÉSE 201. Egyenes úton szembe haladó járművek összeütközése, az egyik résztvevő előz, vagy forgalmi sávot vált Kanyarban, szembe haladó járművek összeütközése, az egyik résztvevő előz

45 Balesetek tendenciája

46 Időjárás adatok I. ÚTMET rendszer, több mint 200 mérőpont Meteorológiai állomások – Jellemző helyeken, pl. hidak – Jelentős részük napelemes – Alapadatok: hőmérséklet, nedvességtartalom, légnyomás, csapadék típusa és intenzitása – Bővíthetőség: szélsebesség, szélirány, látótávolság, fényviszonyok, ózonkoncentráció, hóvastagság

47 ÚTMET mérőhelyek Napelemes Hálózatos

48 ÚTMET-leltár (2010 és 2011:közbeszerzés) Összes állomás: 213 db – műszakilag megfelelő: 146 db – hiányos: 37 db – erősen sérült: 7 db – Műszakilag nem megfelelő: 13 db – Nem található: 10 db Új közbeszerzés: 60 új mérőhely, nyertes ár 231 MFt

49 Új ÚTMET-térkép 213 állomás 125 db 57 db 31 db

50 Időjárás adatok II. Útburkolati érzékelők – Úttest felszíni hőmérséklete, útpálya állapota, felszíni nedvesség, vízfilm vastagsága, vegyi összetétel (sókoncentráció), fagyáspont, talajhőmérséklet Adatátvitel központba GSM-en Útüzemeltetők: (2013- ban már nem elérhető, most Magyar Közút)http://utmet.kozut.hu/

51 Időjárási adatok III. Kamera-képek alapján köd érzékelés (Safespot – LCPC) Kamera-képek alapján jegesedés érzékelés Daytime fog detection Visibility range estimation. Daytime fog detected. Visibility range < 100 m

52 RAIN DETECTION -18° -36° -54° -72° -90° 0° 18° 36° 54° 72° 90° Column Row Histogram of rain streaks orientation rain 7 8

53 Wireless Sensor Network Sensor Node – Gateway Node Node-topológia!

54 Alapfogalmak Hely (pozíció): koordinátával megadott pont (position v. location) Helyzet: irány a koordinátatengelyekhez viszonyítva (attitude) Sebesség: koordináták időbeli megváltozása (speed v. velocity) Gyorsulás: sebesség időbeli változása (acceleration) Távolság: két pont közti legrövidebb szakasz hossza (distance)

55 „Változatok” Átlagsebesség és pillanatnyi sebesség Átlaggyorsulás és pillanatnyi gyorsulás Oldalgyorsulás (centrifugális-centripetális) és pályamenti (tangenciális) gyorsulás Gyorsulás és lassulás Gyorsulás megváltozása (jerk) – a’ (vasútépítésben: h-vektor) Gyorsulásváltozás változása (jounce) – a” (vasútépítésben: m-vektor)

56 Hely

57 Helyzet

58 Abszolút kontra relatív Abszolút pozíció – relatív pozíció – X, Y, Z koordináta – dX, dY, dZ koordinátakülönbség Abszolút sebesség – relatív sebesség – v sebesség – dv relatív sebesség Abszolút gyorsulás – relatív gyorsulás – Nehézségi erőtér

59 Földi nehézségi erőtér A Newton-féle tömegvonzás, a forgás és az égitestek hatására kialakuló erőtér Tapasztalt g értékek – Amszterdam (9.813), London( 9.812), Nicosia (9.797), Párizs (9.809), Róma (9.803) Grace-misszió

60 Helymeghatározási eszközök Relatív érzékelők Abszolút érzékelők Érzékelő egyesítés (sensor fusion)

61 Relatív érzékelők Távolság-, pozíció- vagy irányváltozás detektálására Néhány csoport: – Elmozdulás-mérő – Kerékfordulatszám-mérő (odométer) – Giroszkóp – Gyorsulás-mérő

62 Elmozdulás-mérők és odométerek Optikai/kamerás/lézeres/induktív/ mechanikus mérők ABS-szenzorral DMI (distance measuring instrument), mint komponens kHz – MHz frekvencia 0,45-1,34 m/s

63 Dead-reckoning Szóhasználat: dead vs. ded(uced)

64 Giroszkóp Tengely körül forgó kerék (részben L. Foucault találmánya) Más neve: pörgettyű 3 merőleges tengelyű változata navigációra alkalmas Mérés: szögelfordulás v. szögváltozás

65 Gyorsulásmérő IMU részeként Működési elv: – Mechanikus (pl. rugós, ingás) – MEMS – Piezo-elektromos – Optikai/lézeres Felbontás: 1 µg Frekvencia: >300Hz

66 Abszolút érzékelők Koordinátarendszerben pozíció vagy helyzet érzékelői Néhány csoport: – Iránytű – Műholdas helymeghatározás

67 Iránytű A mágneses északi irány megjelölésére szolgáló műszer Különböző változatban Veszélyek a használatkor Magnetometer: – irány és erősségmérés

68 Műholdas helymeghatározás I. GPS: – Jelenleg 30 műhold 6 pályán km magasan – Tkp. Távolságmérés (ívmetszés) – trilateráció – Mérési mód: Kód – fázis Abszolút – relatív Statikus – kinematikus Valós idejű – utólagos

69 Pontosság Navigációs: absz., valós, kód, 10 m DGPS: diff, valós, kód, m Statikus: rel, utó, fázis, mm-cm Kinematikus: rel, utó, fázis, cm RTK: rel, valós, fázis, cm Pontossághígulás: HDOP, VDOP, TDOP…

70 Műholdas helymeghatározás II. Kiegészítés, korrekció: augmentation Satellite Based AS: – WAAS (USA), Egnos (EU)… Ground Based AS: – VHF, UHF sáv… – Differential GPS, DGPS hálózat – Real Time Kinematic, virtuális állomáshálózat (SAPOS)

71 Műholdas helymeghatározás III. Glonass – 21+3 műhold km magasságban 3 pályán PDOP

72 Műholdas helymeghatározás IV. Galileo – Tervezett rendszer – 27+1 műholddal 3 pályán km magasan – Különböző szolgáltatások Open Service (OS) Commercial Service (CS) Safety of Life Service (SoL) CoverageGlobal LocalGlobal Accuracy  Horizontal  Vertical Dual Frequency  H = 4 m  V = 8 m Single Frequency  H = 15 m  V = 35 m < 1 m (dual frequency) < 10 cm (locally augmented system) 4-6 m (dual frequency) Availability99.8 %

73 Műholdas rendszerek

74 Helymeghatározási módok TOA (Time of Arrival), TOF (Time of Flight): két abszolút távolságmérés bázisokról TDOA (Time Difference of Arrival): multilateráció (ívmetszés) – a legelterjedtebb megoldás – GPS, GSM, LORAN-C, DECCA, … AOA (Angle of Arrival): szögek meghatározása (~előmetszés) FDOA (Frequency Difference of Arrival): differenciális doppler …

75 GSM-alapú pozícionálás Csak bázisállomás (cella) azonosítás: 0.1 – 3km Cell-ID+TOA: 500 m AOA: m TDOA: 50 m

76 LPS Local Positioning System Változatok: – Ultrahang (5-10m) – Infravörös – Wifi → WPS – UWB (akár 25cm) – ZigBee – Bluetooth – RFID

77 RFID Radio Frequency Identification

78 Térképillesztés Map matching Cél: a pozíció és térkép összehangolása Megoldása: – Hagyományosan valószínűségi módszer Elemek kiválasztása, mérőszámok meghatározása, valószínűségek levezetése, döntés – Fuzzy logika alapú illesztés Fuzzy szabályrendszer alkalmazása – Hibrid megoldások

79 Köszönöm a figyelmet!


Letölteni ppt "Intelligens közlekedési rendszerek és járműnavigáció 2. Előadás: Adatok, adatgyűjtés: térkép, térképi tartalom, infrastruktúra adat és érzékelés, pozíció."

Hasonló előadás


Google Hirdetések