非预置位定位技术在ITS中的应用 - 安防知识网

近来，各种新技术被应用于智能交通系统中，ITS就是其一，然其能否真正切实满足智能交通系统的视频监控需求呢？本文就结合上海市延安路交通信息采集工程的实际案例，与您作一分析。\r\n

视频监控系统由于其直观性符合人们感知习性，在交通监控系统中起到十分重要的作用。近年来，各种新技术被应用于智能交通系统，使智能交通系统技术有了长足的发展，不同层次智能交通系统的应用层出不穷。在智能交通系统中，传统的视频监控系统已经远远不能满足智能交通系统的要求，迫切需要一种可以满足智能交通系统的视频监控系统。\r\n案例背景\r\n上海作为一个国际化的大都市，长期以来，交通问题是困扰这个城市的最大的问题之一，市政和交通管理当局为了改善城市交通问题作出了巨大的努力，从城市建设的合理布局、增加和改善交通道路建设到建立城市智能交通系统，采取了一系列可以采取的办法，这在很大程度上缓解了日益严重的交通状况状况。1998年上海市科委、市建委针对上海市中心城区快速路网实施交通监控的问题组织了专题研究，就上海市城市交通提出了上海快速路网交通监控系统和智能交通系统（ITS）的规划设想。2002年上海市实施了延安路交通信息采集工程，拉开了城市智能交通系统建设的序幕。\r\n系统构成\r\n上海城市智能交通管理系统由监控中心、外场设备以及通信系统三部分组成（参见图1)\r\n

\r\n系统通过设置在道路中的传感器实时检测采集道路交通流信息。通过通信系统上传至监控中心，通过监控中心交通处理计算机系统对远程外场道路传感器上传的信息进行集中分析和处理，经分析当发现交通事件后向视频控制管理服务器发送交通事件信息，视频控制管理服务器经过分析处理后能自动控制交通事件发生地附近的外场摄像机转动到对准交通事件发生地，并自动将外场摄像机图像配送到指定的交通管理员的桌面显示系统，由交通管理员进行交通事件确认，并根据交通监控控制策略，通过可变信息标志屏（VMS）发布交通诱导信息，对道路车辆行驶进行管理和诱导。\r\n经已安装的智能交通管理系统的运行结果表明，在断面总通过量相同的条件下，道路的畅通时段增幅平均达到20%，断面平均车速提高了15%-20%。该系统的开通对缓解道路的交通拥阻、改善中心区交通状况和提高设施的服务水平起到了积极的作用，也为上海智能交通的发展奠定了基础，具有良好的经济和社会效益。\r\n应用实例\r\n在系统建设初期，我们采用了常规的高速球摄像机作为道路监控的外场摄像机，为了达到外场摄像机能够响应交通处理计算机系统通过视频控制管理服务器发出的交通事件位置信息和交通管理员通过桌面客户端的城市道路地理图形信息系统（简称GIS）图形化控制界面指定的位置指令，达到可观察的效果，我们在道路上每隔一定的距离设置一个摄像观察点，并用外场摄像机的预置点功能给每个观测点的高速球形摄像机设定一个预置点。当交通处理计算机系统发出交通事件位置信息和交通管理员通过桌面客户端GIS图形化控制界面指定的位置观察指令后，视频控制管理服务器对接收到的位置信息进行分析处理后，便向外场指定的高速球形摄像机发出召回预置点指令，外场高速球形摄像机便自动旋转到并对准预置点的位置，从而达到基本接近目标位置的目的。\r\n这种依靠高速球型摄像机预置点解决方案虽然可以基本达到应用的需求，但也存在以下的问题：\r\n·预置位的选择和设定十分困难；\r\n·无法准确对准交通事件方位；\r\n·观测点设置数量有限。\r\n非预置位定位技术\r\n通过工程实践，我们认为在智能交通系统中，理想的外场摄像机应该达到以下几个方面的要求：\r\n·具有十分准确的定位功能；\r\n·可以实时在线获得外场摄像机观察方位的水平方位角和垂直方位角信息；\r\n·可以实时在线驱使外场摄像机观察方位到达特定的水平方位角和垂直方位角。\r\n非预置位定位技术的基本原理是：在我们已经知道外场摄像机的具体位置后，便可以在线获得外场摄像机观察方位的水平方位角和垂直方位角信息。当交通处理计算机系统给出了交通事件位置或交通管理员通过桌面客户端GIS图形化控制界面给出了需要指定的观察位置后，通过计算，就可以得出外场摄像机和目标位置之间的距离、获得外场摄像机观察目标位置的水平方位角和垂直方位角信息，从而可以计算出外场摄像机应该转动的水平方位角和垂直方位角信息，将这些信息发送给外场高速球形摄像机，使外场高速球形摄像机观察方位旋转到达指定的目标位置，实例参见图2。\r\n

\r\n这是一种不依靠高速球型摄像机预置点功能的定位技术，而是基于摄像机和目标观测点的地理方位通过计算得出的摄像机观察方位角的一种全新的摄像机定位解决方案－——即非预置位定位技术，这种方案没有观测点数量限制、不需要预先设置预置点、可以和GIS技术无缝连接、是智能交通系统外场摄像机理想的观测定位解决方案。\r\n通过不断努力，一种具有非预置位定位技术的高速球型摄像机已经诞生，新型高速球型摄像机可以实时在线获得外场摄像机观察方位的水平方位角和垂直方位角信息，也可以被实时在线驱动外场高速球型摄像机观察方位旋转到特定的水平方位角和垂直方位角，并具有十分准确的定位功能。通过现场测试，证明新型高速球型摄像机完全可以满足智能交通系统对外场摄像机的技术要求，完全可以应用于平安城市、高速公路、城市交通等智能化监控系统。\r\n新型高速球型摄像机采用具有自主知识产权能实现超精细、超高速旋转控制的纯硬件芯片，其优异的性能确保了整机运行极为平稳，最高和最低转动速度比达到理想的2000：1 ；最高转速保证了召回预置点的时间小于0.6秒，而最低转动速度保证了在长焦距状态下操控自如。配合第三代超级动态摄像机，可清晰地再现图像中最微小的细节，并还能提供SDK包，方便用户进行二次开发。\r\n结语\r\n城市智能交通系统的应用发展越来越快，已经成为国民经济生活中的一个极其重要、不可缺少的因素，从某种意义上来说，交通运输业及其管理方式是一个城市、一个地区甚至于一个国家经济发展水平的一个缩影。为解决城市及城际干道和路口的交通拥挤和阻塞状况，减少事故和违章现象，建立现代化的交通指挥控制系统是非常必要的。我们相信，伴随着智能交通系统的发展，这种符合智能交通系统的具有非预置位定位技术的高速球型摄像机一定有其广阔的市场前景。\r\n（责任编辑：罗强）