Általános követelmények a kép tartalmával és minőségével kapcsolatban

Átírás

1

2 Általános követelmények a kép tartalmával és minőségével kapcsolatban A következő követelmények egyrészt azért fontosak, hogy megfelelően dokumentálják az eseményeket (bizonyítékként felhasználóak legyenek), másrészt a kép automatikus feldolgozásához ezek szükségesek: - A kamera képén láthatónak kell lennie annak a közlekedési lámpáknak, amelyek a felügyelt sávokat irányítják, és egyértelműen látszódnia kell, hogy melyik jelzés aktív. - A videofelvételen kell lennie olyan részletnek, amelyen a járművek rendszáma egyértelműen olvasható. Ez lehet a kamerához közeli helyszín, tehát nem szükséges a kereszteződés teljes hosszában olvashatónak lennie a rendszámnak. - A rendszámnak akkor is olvashatónak kell lennie, ha a jármű 50 km/h-s sebességgel halad. 1. A képelemző rendszer működése A képelemző rendszer a következő részekből áll: Lámpa detektálása A rendszer folyamatosan figyeli a közlekedési lámpát a képen, és megállapítja, hogy melyik szín világít. A detektor beállításánál egy téglalapot kell rajzolni, amely lefedi a képen a lámpát. Járművek detektálása A rendszer folyamatosan detektálja a mozgó járműveket és követi azok útvonalát. A detektálásnál a rendszer ellenőrzi, hogy olvasható-e a jármű rendszáma. A detektor beállításánál azt a területet kell kijelölni a képen, amelyen a rendszámok olvashatóak és megfelelő méretben látszanak ( pixel szélesség). Szabálysértés detektálása A képen fel kell rajzolni egy vonalat, ami a kereszteződés belső területének a határát jelöli. Ez általában közvetlenül a zebra után határozható meg. A rendszer riasztást fog adni, ha egy jármű úgy lépi át ezt a vonalat, hogy közben a közlekedési lámpa piros jelzése aktív. 2. A pilot rendszer leírása A pilot helyszínen a kamerát a kereszteződéstől kb. 25 méterre, 3,5 méter magasan helyezték el. A kamera megfelelő szögben látta a kereszteződést, a szokásos követési távolságot tartó járművek rendszáma nem volt takarva. A kamera felbontása 704x576 (interlaced) volt, sebessége 12 fps. A kijelölt kereszteződést délkeleti irányból látta a kamera.

3 3. Tapasztalatok a pilot helyszínen A teszt során több problémával szembesültünk. A legnagyobb problémát a kamera felbontása és a képminőség okozta. A viszonylag kis felbontás nem tette lehetővé, hogy a kereszteződésben fent lévő lámpákat és a lent haladó járműveket egyszerre lássuk, mivel ilyen beállítás mellett a járművek rendszáma már túl kicsi méretű volt, nem lehetett azokat elolvasni. Végül úgy állítottuk be a kamerát, hogy az oldalt felszerelt lámpát mutassa. Ez optimális megoldást biztosított a külső közlekedési sáv felügyeletéhez, valamint kicsit rosszabbul, de a belső sávot is tudtuk így detektálni. Ha a kamera az úttesthez közelebb lett volna elhelyezve, akkor a belső sávot is ugyanolyan jól tudtuk volna elemezni. Lámpadetektálás A lámpa detektálása nappal jól működött, amikor a képen egyértelműen látható volt, hogy milyen szín világít. Derült időben kb. 10 és 15 óra között a detektálás nem, vagy csak bizonytalanul működött, mivel a Nap fénye közvetlenül érte a lámpákat, ezért szemmel sem lehetett megállapítani, hogy melyik szín világít. Ennek oka egyrészt a lámpák gyenge fénye, másrészt a megfigyelt terület déli fekvése lehetett. Feltételezzük, hogy jó állapotban lévő (erős fényű) közlekedési lámpák esetében, vagy ha nem a déli oldalról figyeljük a kereszteződést, akkor ez a probléma nem jelentkezik. Problémát jelentett a kamera gyors fényerő-kompenzálása. Ha egy nagy, sötét jármű (autóbusz vagy kamion) érkezett a kereszteződésbe, akkor a teljes kép kivilágosodott, beleértve a közlekedési lámpát is. Ez a fényerőváltozás a lámpákon sokszor nagyobb mértékű volt, mint ami a lámpa aktívan világító és inaktív állapota között volt. Erre az esetre speciális algoritmusokat írtunk, de kirívó esetekben továbbra is problémát jelentett. Megfelelő kamerabeállításokkal (lassú fényerő-kompenzálás) ez a probléma teljesen megszűnik. Éjszaka az jelentett problémát, hogy a szemből jövő járművek lámpája elvakította a kamerát: a képen nagy fehér folt keletkezett, ami a lámpák területére is kiterjedt, ez a lámpa elvesztéséhez vezetett. Ez főleg esős időben volt jellemző, amikor a nedves úttestről jobban visszaverődött a fény. Ezt a problémát mérsékelheti a jobb minőségű optika és kamera használata, vagy teljesen meg is szűnhet akkor, ha a fölső lámpákat figyeli a nagyfelbontású kamera, nem az oldalsót. Rendszámok olvashatósága A rendszámok olvashatóságát rontotta, hogy a kamera interlaced üzemmódban működött, a deinterlaced kép függőleges felbontása így 288 pixel volt. A járművek kis részét emiatt nem detektáltuk. Ez a probléma megszűnik, ha progresszív üzemmódú, nagy felbontású kamerát használunk. Nappali üzemmódban, jellemzően a déli órákban, előfordult, hogy az erős fény következtében a rendszámok területe teljesen kifehéredett. Ez a probléma mérséklődhet vagy meg is szűnhet egy megfelelően nagy dinamikájú kamera használatával. Éjszakai viszonyok között a rendszámok egy része vagy túl sötét volt vagy túl világos (ha egymás után álltak a járművek, és a hátsó lámpája megvilágította az előtte állóét), ami miatt a rendszámok jelentős részét nem detektáltuk. Az éjszakai kép általánosságban is rossz minőségű, zajos volt, ez szintén korlátozta a működést. Ezek a problémák jelentősen mérséklődhetnek, ha megfelelő fényérzékenységű kamerát használunk.

4 Hibás detektálások A rendszer a folyamatos tesztelést és finombeállításokat követően kevés hibás detektálást generált, minden második nap volt egy téves jelzés. Ezek jellemzően trackelési hibák voltak: a jármű mellett elhaladó motorosok vagy kerékpárosok, illetve a járdán közlekedő gyalogosok áthaladtak a trackelt területen, a rendszer őket kezdte el követni, és a követett terület túlment a detektálási vonalon. Ezek a hibák a rendszer további fejlesztésével fognak csökkeni, illetve ha a kamerát az úttesthez közelebb helyezzük el. Működési jellemzők (becsült adatok) Működési időszak: óra és óra között 90%-ban, óra és óra között 30%-ban (22 és 05 óra között sárgán villogott a lámpa). A működési időszakban a külső sávban a járművek 85%-át detektáltuk, a belsőben 70%-át. Detektált szabálysértések száma: naponta 15. Hibás detektálások száma: naponta 0,5. 4. Javaslatok fejlesztésre és további tesztrendszerek telepítésére A kamerát ajánlott lecserélni, mivel a problémák nagy része a gyenge minőségű kamera használatából adódott. A tapasztalatok alapján egy 1.3 megpixeles felbontású, nagy dinamikájú és érzékenységű kamera lenne a legmegfelelőbb, jó minőségű optikával. Ez a működési időszak hosszának és a detektált járművek számának (és ezzel együtt a detektált szabálysértések számának) növekedésével fog járni. A nagyfelbontású kamera lehetőséget fog nyújtani arra, hogy a felső lámpákat figyeljük és egyszerre több sávot felügyeljünk folyamatos működéssel. A kamera elhelyezésénél legyen kiindulási alap a jelenlegi elhelyezés (a kereszteződéstől kb. 25 méterre, 3,5 m magasan). Itt érdemes lenne további kísérleteket végezni, pl. a kereszteződéshez közelebb elhelyezni (15 méterre), a kamerát magasabbra rakni (4,5 méterre). Elképzelhető, hogy ha az úttesthez közelebb rakjuk a kamerát, akkor szükség lehet a magasság növelésére és a kereszteződéstől való távolság csökkentésére.

5 Detektorok beállítása: Mozgó járműnek az interlace miatt nem olvasható jól a rendszáma:

6 Ugyanaz a jármű. A közlekedési lámpán alig látható, hogy a piros szín világít, de ezt a detektor még jól érzékeli, ezt a szabálysértést helyesen detektálta a rendszer. A napfény miatt nem látszik, hogy a lámpa milyen színt mutat (zöldet), a detektálás ilyenkor már nem működik:

7 A következő képen sem látszik, hogy a lámpa piros jelzése világít. Az árnyék irányából látszik, hogy a Nap sugarai délről érik a lámpát. Éjszakai kép, a lámpa detektálása ilyenkor is működik:

8 A rendszám nem olvasható az éjszakai képen: