智能交通摄像机的“集大成”

2015-03-25 19:05:36来源: 天地伟业
    进入21世纪以来,世界经济进入快速发展时期,各个城市内的车辆也是日益增多。无论是发达国家还是发展中国家,都毫无例外不同程度地受交通问题的困扰,交通拥挤、交通事故、环境污染已成为现代社会亟待解决的几大问题,由此带来了巨大的能源消耗,浪费大量宝贵时间。

  与此同时国内智能交通系统的发展也迎来了黄金时代,据前瞻产业研究院发布的《2015-2020年中国智能交通行业市场前瞻与投资战略规划分析报告》数据显示,过去三年中,2011年依靠“十二五”智能交通行业政策纷纷出台的利好影响,中国城市智能交通市场爆发式增长,市场规模增长增大由接近20%猛增到30%以上;2012年受国家宏观经济环境不佳和各地方政府换届的影响,市场规模增速回落到20%以内;2013年在国家债务审计,地方债务问题备受关注的情况下,虽有国家各级政府换届后领导层渐入佳境的利好,但市场增速并未达到市场预期,保持了20%的增长水平,全年市场规模达到192亿元。市场的强烈需求推进着智能交通技术的不断创新,体现最为明显的就是智能交通摄像机

  电子警察与高清卡口属于智能交通系统最重要的组成部分,可以实现对城市违章车辆取证处罚功能,更好的维护了交通秩序,确保市民的出行安全。而作为其核心设备的智能交通摄像机,不断的发展创新,引领者智能交通技术的前行。其发展主要历经了以下几个阶段:

  第一阶段:标清时代(90年代 ~ 05年)

  此时的交通像机处于起步阶段,像机的设计、图像的分辨率、系统的稳定性都存在一些问题。首先,摄像机采用胶片或数码像机,虽然能抓拍违法车辆,但无法实现车辆的连续抓拍,不能对违法车辆的违法过程形成有效的处罚依据。其次此时的像机为模拟像机,清晰度非常低,图片包含的信息比较少,尤其在顺光、逆光等条件下,图片质量差,适应能力较弱。同时此时的像机是非工业设计,稳定性较差,对于长期使用在室外风吹雨淋的环境下,很容易损坏,但厂家一般不负责维修。

  另外,此时电子警察多采用“像机+线圈”的检测方式。此种方式采用地感线圈(感应棒)进行触发,需要在前端铺设地感线圈(感应棒),而地感线圈是需要在车道上切割环行线槽,然后埋设感应线圈(或感应棒)。车辆通过时感应线圈产生电磁,会发射信号给相应设备,检测算是比较准确。但是由于需要在地下埋设感应线圈,这样在加大了施工难度的同时,也提高了工程的成本。而且麻烦的是当路面变更渠化时还需要重埋线圈。另外路面质量不好的地方对线圈的维护工作都是巨大的,并且一段时间以后还需要重新更换线圈,施工维护成本相当高。


线圈检测方式


  第二阶段:高清时代(05 ~ 10)

  随着像机技术的不断发展,高清像机开始普及,智能交通像机也进入高清时代。此时的交通像机在电子警察中可以连续抓拍三张图片,实现对车辆违法过程的记录。并且抓拍图片分辨率达到1080p,红灯、车牌、停车线清晰可见,可以满足交警的实际需求。同时检测方式也脱离了线圈,实现视频检测。

  技术的发展离不开市场需求的激励,同样当像机技术满足了基本需求,更高的要求随之而来。此时的交通像机同样存在一些问题,首先总体架构采用“监控像机+抓拍像机+处理主机”的方式,其中监控像机的作用是监控整个道路场景,然后传送视频流给处理主机用于分析车辆;抓拍像机作用是接收处理主机抓拍指令,对图片进行抓拍,最后把图片传回处理主机;而作为系统最重要的处理主机,肩负着分析监控像机的视频,发出抓拍指令,接受图片并进行车牌识别等工作。显而易见,主机的工作量很大,在整个系统中处于主要地位。而处理主机的加入,使整个系统的造价大大提高。同时在室外恶劣的条件下使用,主机的故障率很高,虽然大多采用无风扇结构、嵌入式系统,但仍存在稳定性问题。价格和稳定性因素一直限制着整套系统的发展。

  其次,此时的识别算法采用虚拟线圈,存在着准确率的问题。虚拟线圈技术属于视频分析识别技术的一种,通过对目标场景进行背景建模,划定虚拟线圈,车辆特征信息的提取等技术实现对通过车辆的检测。由于技术限制,其算法存在着一定的缺陷,首先误抓拍比较高,虚拟线圈会实时分析线圈区域内场景变化,当有树荫、下雨等条件干扰时,无抓拍很高,从而对后续有效图片的筛选带来很多工作。其次,算法可实现功能少,智能实现简单的闯红灯、卡口车辆抓拍,对于车辆变道、压线等行为却无能为力,使用局限性比较强。


虚拟线圈检测

  第三阶段:智能时代(10年以来)

  此时我们迎来了智能时代,像机真正变成了“有大脑的智者”。天地伟业一直致力于推动智能交通的发展,核心技术主要体现在以下几方面:

  首先,前端只需一台像机,却集成了之前的两台像机的工作。同时像机内置DSP处理芯片,集成了车辆检测、抓拍、图片识别一体化,兼容了处理主机的工作。真正实现了一体化,降低了系统成本的同时,对于现场施工以及整体系统的稳定性带来了革命性的变革。

  其次,采用车辆轨迹跟踪算法,相比于虚拟线圈,跟踪算法实时跟踪车辆可以实现更多规则检测,同时检测也更准确;一般采用背景建模和前景建模技术。其中背景建模是基于背景检测的技术实现:当没有车辆在视频检测窗口中通过时,视频中呈现的是路面、路侧建筑物、树木等物体成像特性,这些特性变化在相邻帧视频流中差异很小,变化缓慢,因此可以检测相邻视频序列中某设定区域的图像特性变化,来判定车辆的进入、滞留、运动、变化、离开等事件特性,从而实现系统抓拍。优势是计算量小;实现简单;对系统处理单元要求不高,适合嵌入式化,对提高抓拍系统整体稳定性有显著意义。劣势是检测指标不稳定,很容易受天气、光照、阴影、非机动车要素、成像设备抖动、传输链路噪声、车辆行驶特性的干扰,造成漏抓,多抓,误抓问题。


背景建模技术


  天地伟业的前景建模分为两种,包括车辆检测和车牌检测。车辆检测基于前景检测的技术实现,源于如下设定:当车辆在视频检测窗口中通过时,会在某时段内的视频序列中,在特定区域连续出现车辆特性,进而判定车辆的进入、滞留、运动、变化和消失等事件特性,从而实现系统抓拍。优势是对有牌照的车辆,检测精度高、检测性能稳定,可以很好适应各种天气、光照、阴影、非机动车要素、成像设备抖动、传输链路噪声、车辆行驶特性的干扰。劣势是不能对无牌车辆检测;同时受制于车牌特性在图像整体大视野中稳定性的变化,如牌照变得不可辨识时,不能给出更为细致的车辆运行特性,从而丧失深层行为判定能力


前景建模(车牌检测)

  车辆检测是前景建模的另一种方式,基于前景检测的技术实现。车体检测特性指的是以机动车车体作为前景检测特性,例如车体中的颜色、线条、交点等;优势是灵活性、鲁棒性高,可以对无牌车辆进行检测,也可以更为细致的检测车辆行驶特性,进行深层数据挖掘;不如牌照检测方式稳定,系统资源占用大,对处理器性能要求高。带载能力的下降,系统整体性价比不高。


前景建模(车辆检测)

  目前的智能像机算法大多采用各种算法结合的方式,大大提高了车辆的检测效率。

  最后,对于高清图片识别的信息更多。高清化普及之后,像机拍摄车辆图片的细节也更加清晰。而智能化识别技术的不断前进,使像机可识别的信息从早期只有车牌信息发展到现在车牌、车辆颜色、车标、车型、车牌颜色、安全带检测、人脸检测、打电话检测全方位的检测。最终可以为交警处罚、交通管控、城市交通的运维提供很好的数据基础。

  结语:

  智能交通市场在不断扩大,同样交通像机技术也在不断创新前进。其将会沿着高清化、智能化、集成化的方向发展。

  未来的交通相机将是一个真正的“集大成者”,画面将实现超清化,包含更多的图像信息,可以提供车辆特征(车牌、颜色、车型、车标)用于车辆稽查布控;可以采集人脸信息,通过设置黑名单,快速对比定位目标人员;可以采集路口、路段车流量、车道占有率、车速、饱和度信息用于城市交通管控;算法更加先进可以识别突发事件如交通事故、群众集会、**、**等重要事件,从而报警联动应急预案;

  目前交通相机迈入了高清化时代,但从系统集成性能、智能化程度来看,目前的技术还是远远不能满足实际使用的需求。但是我们坚信在信息科技大力发展的今天,交通相机将实现更加多元化发展。

关键字:摄像机

编辑:鲁迪 引用地址:http://www.eeworld.com.cn/afdz/2015/0325/article_8232.html
本网站转载的所有的文章、图片、音频视频文件等资料的版权归版权所有人所有,本站采用的非本站原创文章及图片等内容无法一一联系确认版权者。如果本网所选内容的文章作者及编辑认为其作品不宜公开自由传播,或不应无偿使用,请及时通过电子邮件或电话通知我们,以迅速采取适当措施,避免给双方造成不必要的经济损失。
论坛活动 E手掌握
微信扫一扫加关注
论坛活动 E手掌握
芯片资讯 锐利解读
微信扫一扫加关注
芯片资讯 锐利解读
推荐阅读
全部
摄像机

小广播

独家专题更多

富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
富士通铁电随机存储器FRAM主题展馆
馆内包含了 纵览FRAM、独立FRAM存储器专区、FRAM内置LSI专区三大部分内容。 
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
走,跟Molex一起去看《中国电子消费品趋势》!
 
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
带你走进LED王国——Microchip LED应用专题
 

About Us 关于我们 客户服务 联系方式 器件索引 网站地图 最新更新 手机版

站点相关: 视频监控 智能卡 防盗报警 智能管理 处理器 传感器 其他技术 综合资讯 安防论坛

北京市海淀区知春路23号集成电路设计园量子银座1305 电话:(010)82350740 邮编:100191

电子工程世界版权所有 京ICP证060456号 京ICP备10001474号 电信业务审批[2006]字第258号函 京公海网安备110108001534 Copyright © 2005-2016 EEWORLD.com.cn, Inc. All rights reserved