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    安全OR成像效果,交通补光的天平如何平衡?

    2019-08-13 09:14:12 来源:its114.com 评论:
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    开车最怕什么?

    开车最怕什么?不同的驾驶习惯会有不同的回答,但不同的答案中,99%都会和安全有关,交通事故,车辆故障,恶劣天气等等。影响行车安全的因素有成百上千,我们今天就说一条,是什么呢?卡口的光污染!

    卡口的补光设备光污染,不是新出的一个问题,百度搜索了一下,全国各地都有类似的投诉、建议,据杭州市12345市长热线电话统计,2016年收到涉及视频监控补光灯的投诉共66次,主要以灯光太刺眼、影响行车安全与周边环境为主。南宁交警7月接到一起投诉,称北大龙腾路口新建的监控设备太亮眼,两三百米外的房间都受其影响。

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    不到一年的新手司机,对卡口的光污染,就一个感受,太刺眼,在行经有常亮补光设备的卡口前,通常有一种不真实的感觉,不知道光幕后面是什么,像个黑洞,甚至看不清标线,只有背伸直头抬高俯视看路,缓慢前进。

    与卡口光污染有关的交通事故也有,但并没有具体的统计数据,也许是因为速度降下来了,事故也就少了,但卡口的光污染,始终是一个有待解决的,影响交通安全的因素。

    我们来看下,补光灯有哪些类型。行标《交通技术监控成像补光装置通用技术条件》将光源种类分成脉冲补光、频闪补光和持续点亮三大类,常亮式应是投诉最多的一类。为什么呢?

    根据研究,在黑暗的环境下,人眼瞳孔通常处于最大开放状态,当受到单次脉冲光源照射时,由于只是瞬时发光,瞳孔来不及做出反应,这样光源发光停止后,瞳孔仍然基本维持原有孔径,因此并不影响继续观察黑暗环境。但是如果换成对人眼来说持续发光的光源,包括频闪灯和常亮灯,瞳孔有足够的时间引起收缩反应以适应新的光照条件,当光源关闭重新进入黑暗环境后,瞳孔恢复原有孔径需要一段时间,此时瞳孔孔径偏小,眼底感光区进光量不足,不能立即适应黑暗的环境,会导致短时间的致盲。国内一些高速公路,通常处于无照明状态,如果设置哪怕完全符合行标要求的不超过50Lux的常亮补光,光源的可视角度较大,导致驾驶人能维持几秒钟的连续观察,都会导致离开照明范围的瞬间,进入致盲状态。

    您明白了吧?这就是为啥我们会感觉短暂失明的原因。

    因此,专家建议,频闪或者常亮照明的平均照度应当以道路照明的四倍为上限,对于高速公路或者照度低的道路而言,应采用低能量的脉冲补光结合低功率的频闪或常亮光源,应当绝对避免设置高亮度的面向驾驶人的频闪或常亮照明,如应设置,必须有过渡照明。我们在深圳的高速公路路段上,就比较少遇到“太刺眼”的补光情况,因为高速公路沿线的路灯照明条件都比较好,要知道,在高速行驶的情况下,两三秒的“失明”,很容易造成车毁人亡的惨剧。

    不能降低的成像效果

    但对于应用单位而言,如果补光条件不够,成像效果就可能不好,成像效果不好,前端智能化也就无从谈起,能够结构化处理的,怕也只有车牌、车标等较为有限的信息,车内人员特征、驾驶行为、车辆特征等信息就无法获取,甚至可能连车牌信息都获取不全面。这样的结果,对于应用单位来说,显然无法接受。对于卡口、缉查布控系统而言,一个环节的缺失,有可能对涉案车辆的追踪就断了线索。而城市交通卡口,其设置环境非常多元化,不少在市际、县际等交接处,在城市道路上,光照条件不好的路段,也有不少,如何获得更好的成像效果?就只能从补光设备上想办法。这是一个矛盾,如何在减轻光污染和成像效果中寻求平衡?

    另外,现在不少城市开始上人脸卡口,如果卡口补光设备过亮,来往行人都会手遮光线,违法人员可以提前掩饰,人脸卡口也就无法获得真正有用的信息。

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    对于交通卡口的光污染问题,业内不是没有企业想办法解决,典型的就是红外补光的应用,如黑光概念。所谓黑光,简单理解就是用分光棱镜将入射光分成可见光和红外两部分,红外部分进入黑白传感器,收集红外亮度信息,可见光部分进入彩色传感器,收集颜色和可见光亮度信息,然后将两者合成为一张图像。红外部分可以用红外闪光灯补光,因此可以大大减轻光污染。但现阶段,颜色的呈现仍然必须依赖可见光,为获得信息更为详实的图像,就必须对此做些改进。因此,红外爆闪+暖光LED补光相结合就成为当下的主流。

    但根据苏州科达科技股份有限公司(以下简称苏州科达)的测试,这种方式仍然有几个问题。

    一是机动车前档风玻璃贴膜对红外光透光率较差,部分车辆会因为贴膜导致无法抓拍到清晰的人脸照片(见下图)。

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    同一地点,右车采用高红外阻隔的前挡风玻璃贴膜,导致无法看清驾驶人脸部

    二是车内人员如穿戴特殊红外反光材料做成的衣服、饰品,会引起抓拍照片的色彩还原失真,导致抓拍照片失去举证的合法性(见下图)。

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    同一车内的同一驾驶员,在红外光表现下,黑色衣服变成了白色

    第三,为了获得色彩还原效果,导致对频闪补光灯的依赖仍然较高,灯的亮度在夜间仍然较强,光污染问题仍然较为明显(见下图)。

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    “环保型卡口”夜间补光灯依然很亮

    那么卡口监控设备的光污染就无解了吗?显然不是,业内仍然有很多企业在致力于减轻光污染,苏州科达就是其中一家。根据苏州科达的建议,减轻光污染,可以从以下几点入手:

    1.规范安装方式,要求灯具安装位置必须避开驾驶人视野敏感区,同时必须保证主光束正对被摄对象,绝对禁止大功率灯具平射的安装方式;

    2.必须限制脉冲灯具总能量输出,为成像效果好,无节制的增加总能量是光污染形成的重要因素;

    3.规范现场频闪或常亮灯具照度,应当限制其不超过道路照明的四倍。如果必须超过,应该要求增加过渡照明;

    4.脉冲模式的灯具宜增加频闪或常亮提示性照明,弱化工作瞬间的刺激强度;

    5.规范灯具的杂散光抑制,主光束以外的发光必须大幅度削减,目前国家标准未定义杂散光抑制参数,建议推动相关标准修订。

    解决之道,AI超微光卡口

    除此之外,长期致力于在细节上完善电警设备整体性能的苏州科达,日前推出了AI超微光卡口,采用独创的人工智能低照度增强算法,提升摄像机的夜间成像效果。夜间只需一个低照度的LED定向补光灯,在驾驶人及周围居民基本无感知的补光条件下,实现车内人脸的高清抓拍。

    从上面的视频可以看到,采用AI超微光卡口后,驾驶人驾车正面经过卡口24米处时,实际上卡口已经开始工作,但驾驶人感知不明显。对应用方而言,即使在这样的补光条件下,仍然能够清晰呈现车内人脸与驾驶行为,且无偏色,实现全天候车辆、人员信息的精准采集。

    科达是怎么做到的呢?据介绍,该算法对夜间低照情况下车辆卡口的图像抓拍问题进行了数学建模,设计了一个端到端的深度学习模型。在低照环境下,该模型跳过了传统意义的摄像机ISP成像方式,通过对大量抓拍图片的学习,直接对传感器输入数据进行图像恢复,大幅减少了卡口对补光灯的依赖,在提升图像亮度的同时,充分还原物体颜色与纹理等细节信息。该算法不仅大幅度提升了人眼对抓拍图像的主观体验,也为后续的诸多智能算法,如车辆特征分析、驾乘人员分析等,打下了坚实的基础。

    对于具体技术细节,苏州科达表示现在还处于保密阶段,效果才是硬道理,技术是核心,欢迎全国各地的应用单位,包括交警、高速公路运营单位等,实地参观AI超微光卡口在苏州的试点,参观2019中国道路交通安全产品博览会的苏州科达展位。

    最后,ITS114也热切的期望,有更多的企业,不仅能持续研发满足甲方需求的创新技术和产品,同时也兼具社会服务意识,让技术和产品,真正造福一方,服务社会!

  • 关键字: 交通补光 卡口 光污染
  •    责任编辑:刘艳
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