道监控趋向成熟 智能视频分析技术活跃市场

摘要:

  当前高速防建设正涌现出各类智能分析技术,譬如车牌自动识别、车辆轨迹、流量检测分析等新技术。通过这些新技术可扩展实现对沿途超速车辆抓拍,具体区间的车辆测速和流量统计等功能;可实现对大车非法占用小车车道抓拍功能;可实现车辆非法占用应急车道、随意停车、等抓拍功能;可实现针对高速公重要出入口拥堵检测、客车非法上下客检测和抓拍;可针对交通事故检测抓拍。随着发展,视频监控在高速公、高速铁等方面的应用越来越成熟。

  对于高速铁而言,其安全监控的主要监测内容按对象不同可大致分为5大类:自然灾害监测(如地震、雨量及洪水、风速和风向等),线监测(如轴温、基灾害等),大型结构物监测(如车站站房、隧道、牵引变电所及通信信号机械室内及周围自然状况监测等),物体侵测,列车运行状况与车厢监测等。传统的高速铁综合安全防灾系统都是基于各种传感器来进行的,但是随着视频监控及其分析技术的不断发展和进步,基于视频的综合监测系统得到了更多的重视和应用。

  当前高速防建设正涌现出各类智能分析技术,譬如车牌自动识别、车辆轨迹、流量检测分析等新技术。通过这些新技术可扩展实现对沿途超速车辆抓拍,具体区间的车辆测速和流量统计等功能;可实现对大车非法占用小车车道抓拍功能;可实现车辆非法占用应急车道、随意停车、等抓拍功能;可实现针对高速公重要出入口拥堵检测、客车非法上下客检测和抓拍;可针对交通事故检测抓拍。随着发展,视频监控在高速公、高速铁等方面的应用越来越成熟。

  对于高速铁而言,其安全监控的主要监测内容按对象不同可大致分为5大类:自然灾害监测(如地震、雨量及洪水、风速和风向等),线监测(如轴温、基灾害等),大型结构物监测(如车站站房、隧道、牵引变电所及通信信号机械室内及周围自然状况监测等),物体侵测,列车运行状况与车厢监测等。传统的高速铁综合安全防灾系统都是基于各种传感器来进行的,但是随着视频监控及其分析技术的不断发展和进步,基于视频的综合监测系统得到了更多的重视和应用。

  综合安全防灾系统的前端视频监控点通常在户外自然较为恶劣的场所,同时需要对目标进行全天候的监控,在夜间也没有灯、建筑物灯光等其它的光源可以利用,对于雨天、雾天等特殊气象条件要求能够保持良好的可视距离,可视距离最好能在1-2公里左右。目前市场上能够提供的夜视技术主要有三种:被动红外成像技术、基外灯的主动红外夜视技术、基于激光器的主动红外夜视技术。

  被动红外成像技术适合于监控夜间人或车等运动物体,对于监控力不从心,基外灯的主动红外夜视技术可视距离近(300米以内),光源体积大寿命短故障率高,很难适应户外恶劣的自然。基于激光器的主动红外夜视技术目前已经比较成熟,包括红外激光照明器灯、超低照度彩转黑摄像机、红外夜视专用监控镜头三大部分。

  激光的特性决定了激光可以照摄更远的距离,而且光强度也比常规光源要强的多。激光具有亮度高、单色性好、方向性好等优点,通过对波长的选择可以增大CCD对波长的程度。激光灯的寿命很长,一般都在10000个小时以上。摄像机的选择则主要顾及两个方面:一个是白天成像效果,一个是是否是感红外的低照度。白天要求效果好,就是要求其有滤光片切换结构,白天滤掉不可见光,使成像色彩更真实,晚上切换到夜视模式,把不可见光放进来,这样既能白天不失色,又能夜视效果。

  夜视镜头的F数一般比常规镜头的F数要小,这就意味着镜头的进光量要比常规镜头要大,有较强的光收集能力,好的夜视镜头的镜片对近红外光进行了增透,提高了近红外光的透过率。为了看清楚远距离的物体,一般选用电动长焦镜头。

  智能视频技术源自计算机视觉与人工智能的研究,其发展目标在于将图像与事件描述之间建立一种映射关系,使计算机从纷繁的视频图像中分辩、识别出关键目标物体,这一研究应用于视频监控系统、将能借助计算机强大的数据处理能力过滤掉图像中无用的或干扰信息、自动分析、抽取视频源中的关键有用信息,从而使传统的监控系统中的摄像机不但成为人的眼睛,也使“智能视频分析”计算机成为人的大脑,并具有更为“聪明”的学习思考方式。

  这一根本性的改变,可极大地发挥与拓展视频监控系统的作用与能力,使监控系统具有更高的智能化,大幅度降低资源与人员配置,同时,必将全面提升安全防范工作的效率。智能视频分析在火灾报警、异物入侵报警、车站与桥梁监测方面能够发挥很多积极作用。

  这类技术,作为道监控智能化的重要手段,亦是越来越得到行业的关注,也被大量地应用到实际项目中来。就目前来说,道视频智能分析系统架构主要有三种方式:

  智能分析摄像机:这是目前的主要实现方式,即将智能视频分析算法嵌入到前端专业设计的摄像机中,当有行驶的车辆触发摄像机抓拍后,摄像机即刻通过内嵌算法对视频信息进行检索和分析,然后将图片及分析结果传送到后台联动处理中心。该种前端识别方式有两大优点:一是处理效率高,二是只输出分析的结果,其传输的信息流量和带宽占有率低。当然也可根据需求输出双码流。

  式视频分析设备:这是一种专用于道智能视频分析的设备,其内嵌智能分析算法,其从前端摄像机提供的视频流中识别车辆和行车违规信息,并将分析结果发送到后台。此种分析设备一般安装在与前端摄像机距离较近的,其强大的智能视频分析功能甚至可支持41080P高清视频分析,同时可支持图片和视频流输出。此式设备方式具备两大优势,一是分析性能强大;二是可与多种类高清摄像机匹配组合。

  后台处理方式:现在很多交通系统平台一般都开发有道信息智能检测模块,统一将前端摄像机的视频流发送到后台,再由后端平台进行分析。该模式的优点是集中性很强,而且利用后端平台硬件的超强的智能视频分析性能,对识别的应用也较多样化。当然,也存在一定的风险,如对网络带宽的要求非常高。当大量前端摄像机需要同步分析时,即便平台具备负载均衡功能,但由于前端摄像机传回的信息量庞大,仍会对系统的处能和网络带宽造成影响。

  简而言之,智能分析功能的使用都是在图像识别清晰的前提下进行过滤处理的。无论是针对智能前置的分析模式还是后端平台分析处理,高清画质都是提高智能分析准确性的重要因素。由此可见,高清画质不仅是单一的视觉效果上的满足,同时,也能为智能分析提供更有用的分析。

  传统的矩阵监控系统有单独的报警主机,但是通常只能接入开关量报警,而现有的网络视频编码器在报警接入方面数量较少,不能满足多种监测系统:强风、雨量、地震,多种数据协议:485总线,CANBUS总线等接入的要求,对多模拟和数字量的采集为力。采用基于Arm9的嵌入式系统提供了极高的系统稳定性。多插卡式设计,通过不同的插卡可以在一台主机上支持多门禁控制、RS-485总线或CANBUS总线、开关量输入输出、RS-232接口。

  视频监控是安全防范系统的重要组成部分,包括前端摄像机、传输线缆、视频监控平台。视频监控以其直观、准确、及时和信息内容丰富而广泛应用于许多场合。近年来,随着计算机、网络以及图像处理、传输技术的飞速发展,视频监控技术也有了长足的发展。相信在视频监控技术的稳步发展下,我们的交通安全将会得到越来越多的保障。

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