相机抓拍

新一代机器视觉交通执法系统采用AVT Prosilica GB1380C 和GB2450 GigE相机

[Translate to Chinese:] Compact T-EXSPEED 2 on site: no laser or radar necessary.

Overlay of two images with evaluated distance.

随着世界各地建立起新的基础设施,交通监控业成为了一个不断发展的产业。例如,预计在2020年前横跨欧洲的交通网络将每年增加4800公里。这意味着行人和货车流量将逐年稳步增长,同时也意味着日益需要一个更高效更自动化的交通执法解决方案,保障司机行人在路上,尤其是交通稠密的市中心地段的道路安全。

新一代:机器视觉交通执法
传统交通执法仪器需要激光、雷达或电感回路传感器来检测车辆并测量其速度。同时它需要一台相机,通常是一台高分辨率民用单反相机来记录交通违规行为。这些系统只限于车速测量,且每次只能测一辆。

意大利交通监控公司Kria开发出了T-EXSPEED并为此申请了专利。随后在2010年他们又开发了更轻薄的T-EXSPEED 2,一个借助数码机器视觉相机和计算立体软件算法来跟踪检测交通违规行为的创新型全自动系统。T-EXSPEED 不用外部传感器就能运行,且能直接从高分辨率工业数码相机拍摄的图像上检测多个交通违规行为,如超速、闯红灯、禁止左转或右转。相机全天候地重复进行立体图像处理。系统能测量最大300公里/小时的车速并能双向平行跟踪多部车辆(最多三个车道的行驶轨迹)。

用于3D实时检测的立体相机安装
T-EXSPEED已在意大利高速公路及都市地段实施,并已获得意大利交通部批准。原版T-EXSPEED系统是以三台 Prosilica GC相机为基础,而新的轻薄版T-EXSPEED 2则借助三台Prosilica GB相机。Prosilica GB相机是Prosilica GC的板级版,有同样的传感器、功能和属性。
T-EXSPEED系统由三个部分组成:采集单元、处理单元和中心单元:

采集单元由一个84厘米长、防风雨的IP66外壳和一个红外照明系统组成。防护外壳里装有两台 Prosilica GB2450单色相机和一台 Prosilica GB1380C彩色相机。红外照明系统则用于夜间的牌照检测。系统的支持和防护结构是用200多个碳纤维、合金和聚碳酸酯部件制成。它能保证系统内部结构的坚固性并提供可适应多种温度和天气条件的外部防护,从而实现质量保障和可靠性。

140万像素的GB1380C相机和500万像素的GB2450相机是配备千兆以太网接口(GigE Vision®)的板级版机器视觉相机。两台相机配备顶级索尼CCD传感器(G1380C配备有ExView技术的ICX285传感器,而GB2450配备ICX625传感器),提供高敏感、低噪、高帧速和高图像质量以确保最佳效果。它们还具有高要求的应用(如户外成像)所需的一致性和可靠性。相机配备坚固的高质量15-35毫米OEM镜头,提供完美无瑕的立体视觉。Kria选择板级版Prosilica GB相机是由于它的千兆以太网非常可靠,能以高达1GB/秒的速率实时输出高分辨率图像。小巧的尺寸(51x89毫米)也使它们能十分紧凑地整合到IP66防护外壳里而不需要额外防护。

三台Prosilica GB相机安装在防护外壳内70厘米高的立体声机构上。旁边两台是GB2450单色相机,中间一台是GB1380C彩色相机。仪器安装在一根立杆上,与车流构成一个小角度,并处于监视区域前后15到25米远处。立体式机构通过模拟深度知觉及分析传感器与车辆之间的距离,让两台GB2450相机传感器能够计算每辆通行车辆的速度及轨迹。这两台单色相机以每秒15帧的速率同步连续拍摄图像。彩色相机则用来拍摄违规的车辆。彩色图像自动与交通数据联系在一起,提供有关交通违规文件要求的必要法律记录。位于闭合回路的处理单元则负责动态地控制诸如快门速度、增益和图像读取等参数,以适应各种光照和天气条件。T-EXSPEED也能水平安装在警车上方进行静态或动态车速执法。

采集单元根据自己所处位置(现场或最多20公里远)通过6类网线或光纤与处理单元连接。它由一台运行Windows操作系统的工业电脑和Kria的专利T-EXSPEED软件组成,可检测交通违规现象。此外,处理单元还管理和存储视频及图像数据。这些数据通过TCP/IP网络实时传输到中心单元。

中心单元是一台有加密数据库的服务器,通常位于警察控制室,用于接收处理单元选择出来的压缩数据并让客户和授权用户能够检索所有交通违规记录和文件。

系统安装是非侵入性的,不需要任何土木工程建设或现场重建。它也不会阻碍交通。

自我诊断功能
系统在生产过程中进行校准,以确保微米级的安装准确性,从而保证系统长期的稳定性和可靠性。此外,系统在每次检测到交通违规后会进行一次自我诊断。这项相当独特且显著的功能可让仪器检查系统内部结构是否得到精确校准,并自动检测任何可能影响准确性的改动。自我检测输出数据自动加入违规文件中,用于法律目的。在20-240公里/小时范围内,检测的平均速度误差率小于1%。

T-EXSPEED 还有几个附加功能,如牌照识别引擎(LPR)和3D车辆分类。实时LPR引擎用于道路监控,能读取国内和国际牌照并将车辆与黑名单上的用户一一对照,用于检测运输危险物品的车辆等用途。当需要进行车辆分类时,系统也能提供完整的车辆轨迹和车辆形状的3D重建模型,用来监测与车辆空间行为相关的违规。

公路畅通
Kria已获得意大利交通部批准,因此Kria正打算扩大这款创新系统的商业化范围,并拓展国际市场。2008年,T-EXSPEED与车辆交通领域的知名品牌,如Fiat 500 和Ducati Monster等一起获得意大利“金罗盘”设计大奖提名。