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  • 某智慧停车公司及其高位视频技术的发展历程

    2019-09-18 15:25:23 来源:its114.com 作者:未知 评论:
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    1. A公司 

    A公司是有家关联公司叫河北PR,是河北省排名比较靠前的系统集成公司,十多年前就是河北省具有系统集成一级资质的两家公司之一。该公司业务比较多,其中包含智慧交通,大股东是L总、二股东Y总。A公司成立于2015年,大股东Y总,二股东L总,两人的位置倒过来,大股东不同也造成了两家公司不同的气质和风格。A公司很多早期员工都是由PR过来,工程实施转包给PR。 

    A公司成立后,紧跟ETCP的脚步,主攻互联网停车:初期停车场管理设备免费送,以换取停车场数据,期望做后期的数据运营。高峰期为1000多停车场免费安装了车场管理智能设备,后来这种模式难以为继无法走的通,开始逐步萎缩,现在市面应该只有小几百个或者更少的停车场设备还在维护使用,已经基本失去了数据价值。 

    A公司最初做高位视频停车缘起于石家庄的城市停车项目。2015年上半年,石家庄要上城市停车管理项目,原定的武汉无线飞翔的地磁方案。武汉无线飞翔在业内的资历比A公司要老,且有平台有案例。A公司当时除了一些PR在本地做系统集成积累下来的客户关系外,没有什么类似技术、产品和方案。基于商务上的考虑,A公司希望采用不同的技术线路,出其不意,来拿到石家庄项目。于是A公司找到河北PR系统集成时的合作伙伴,北京信路威,一家专们做高速公路和交通视频的解决方案公司寻求帮助。 

    信路威和河北PR的合作大概开始于2008年初的环北京护城河项目,即在所有进入北京的道路安装视频卡口。基于多年合作,PR认为信路威的设备和技术可以 ,就让信路威提供相关的产品来集成。但后来合作关系因为信路威与A公司之间的欠款以及知识产权官司而破裂。 

    2. 高位视频的由来 

    当时提出的高位6米方案,主要是因为:把摄像机安装在6米高的横臂上,是基于智能交通行业常用的高度,城市里的电子警察、视频卡口的安装高度都是6米,高速公路的门架底部也是离地面6米。因为这个高度没有政策风险,大家历来都是这么安装的,可以避免设备和车辆刮蹭纠纷等等,也是当时一般算法比较适应的高度,利于对路边平行停车车辆的抓拍和识别,实现车位管理。也没有其他太讲究的另外说法。

    设定单套设备识别8个车位是因为:从识别技术难度、识别精度考虑,车位越少,技术越好实现、精度越高;从综合成本控制和美观的角度看,立杆和横臂越少越好,希望单套设备能管理的车位数越多越好。由于当时也没有什么参照对象,依据的是看到路灯灯杆大概是50米一根,基本上是8个车位的距离,且这个记录基本上40MM的摄像头可以覆盖的到。想到将来项目实施时是否可以借用路灯灯杆就更好了,这就是单套设备识别8个车位的初衷。 

    目前高位视频的两大特征:摄像机6米的安装位置、单套设备管理8个车位,是来源于智能交通习惯、路灯灯距和摄像头覆盖距离,是一个很自然的选择,没有更多的其他考虑。 

    3. 枪球方案 

    200万像素枪机+200万像素球机的枪球方案,纯粹是早期为了研发方便,迅速出产品,而引用智能交通抓拍方案演变的。因为早期不知道什么样的场景比较好、摄像机角度应该怎样调节、镜头应该选用多大焦段,运营场景要求有多高等。 

    采取交通违停的方案,一个枪机看全景,监控8个车位的车辆进出以及周边车辆的行驶轨迹,球机随动抓拍车牌,来实现路边平行停车位管。其中枪机和球机可以复用到已有的算法,研发风险比较低是主要考虑因素。 

    A公司最初使用的枪球方案是由信路威提供和研发的临时项目应对方案。从2015年底开始研发,2016年初开始在石家庄、张家口测试,2016年底用于石家庄项目、2017年少量用于邯郸项目。2016年底行业内海康、大华等视频厂商也基于自己智能交通违停方案改进推出了类似的方案,枪球方案才隐约成为当时事实上的行业标准。当时由于场景考虑比较仓促,这种类型的产品,大概也只在行业内存在了一年多,就没有再使用了。

    而A公司在 2016年中,在未告知信路威的情况下,单独将枪球方案申请了发明专利,这也就为后来与信路通的知识产权纠纷官司埋下了伏笔。基于此原因,2016年之后,信路威对于产品改进的方案和细节,不再对A公司完全公开,而是有所保留,各自防守的局面。 

    4. 双枪方案演变 

    由于抢球联动方案,枪机用来检测车辆,球机根据枪机检测移动、拉伸来识别车牌,容易在使用中产生轻微晃动而影响识别率,且频繁移动造成球机的使用寿命大幅度降低等原因。于是,2017年行业内开始根据路边停车场景的需要,在思考如何进行方案改进。于是就出现了,把枪机传感器由原来横置变成纵置使用,把普通2K*1K、200万像素的宽画面变成1K*2K(宽度是1K像素,高度是2K像素)的窄画面,使摄像机可以看的更远更清晰。这样枪机在保证全景监控的前提下,近端4个车位的车牌是可以直接用枪机图像进行检测和识别,而不用再采取球机联动转动方式识别。以此方式类推,如果增加一台机器,机芯也纵置,在相机的视角、焦距配套合适的情况下,也可以完成远端4个车位的车辆抓拍和识别,这就是后来“双枪方案”形成的演变过程。 

    2017年,随着城市停车的市场发展,行业内海康、大华、捷顺、信路威等开始研发新的双枪方案,陆续推出了各自200万像素双枪方案,即用枪机+枪机替换掉枪机+球机。两只枪机安装在同一横臂上,分别识别近端4个车位和远端4个车位,枪机之间不做复杂的数据交互,相互独立单元,简化了算法构架、提高了算法可靠性提升,同时对于安装维护和机械寿命方面大幅提升。基本上在这一年,枪球方案基本被退出市场,没有人再生产,成为历史。

    进入到2018年,随着深度学习、图像处理及芯片方案技术的进一步发展,海康、大华、捷顺等开始采用400万到600万像素的升级方案(替换掉200万像素方案),同时采取了新的深度学习算法模式和运算能力更强的海思处理器等硬件平台,使整体的场景应用获得更高的精度提升。在近1年多落地的新项目中,在多次与同行的对抗性测试中,大华、海康等产品由于缺乏持续的场景完善和技术训练,对一些异常情况的适应能力和检测指标相对要弱些(比如没有护栏的双向通道下的停车行为、路段高峰期严重拥堵情况下的检测要弱些)。但整体上,行业内基本已基本公认双方的方案成为趋势和方向。

    5. 一体矩阵方案由来

    在城市停车管理中还有一种场景:车辆垂直于道路停放(非字型车位),各厂家的解决办法通常用一个球机、通过轮巡的方式对多个车位进行检测和识别。2017在邯郸项目中,A公司的对手是精英智通,精英智通的球机方案做得非常好,且已经引导了甲方。为了控标差异化的需要,A公司向信路威提出,能不能用多个枪机的组合代替球机,即用4—6个枪机成扇形排列,每个枪机监控2-3个车位,组合起来监控8到18个车位? 

    信路威当时没有响应其做法,理由是:虽然识别算法实现难度不大,但是工程实施的复杂度和场景适应性不好,无法标准化和工程化。实战中每一个安装位置和车辆的距离都是不确定的,工程安装时每个镜头的角度、焦距都要仔细调节,还要考虑相邻摄像机场景交叉覆盖的问题,不是每个现场工程人员都能够很好完成的;与之相比,球机方案安装后是免调试的。为控某个标的,研发专门的硬件在经济、通用性上不划算,并且双方互信关系已经出现了裂痕,又没有特别额外的补偿,对于他们而言是不值当的买卖,因此没有做这个方案。 

    因4-6个摄像机成扇形排列,形似一把香蕉,该方案一度被行业内戏称为“香蕉方案”。“香蕉方案”在解决垂停场景的应用中和球机相比,没有优势,仅仅是商务上的需要,憋出来的临时方案,不具备推广价值。当时没人愿意帮A公司做,A公司的老大Y总没有办法,决定自己做。之后一直也没有厂家跟进做过类似的东西,可见该方案没有什么价值。在国内做产品,做得好的,一定会有人跟。 

    A公司的“香蕉方案”实际采用“摄像机+工控机”的模式。为了节省成本,摄像机采用200万像素普通安防摄像机集成,不带图像处理分析能力。机箱内置的工控机对4-6个摄像机进行循环抓帧,采用开源的图片版车牌识别算法,处理完一帧后再抓下一帧。垂停车位应用对实时性的要求不高(停好了再识别),工控机可以从容应对。而对于路内“一字型”的车位来讲,实时性就跟不上了。另外工控机还完成一些对摄像机的简单控制、对识别结果的剔重以及负责与后台的通信工作。

    这就是后来A公司路边停车“矩阵方案”的雏形由来。

    A公司从2016年开始逐步从互联网公司转变成为一家系统集成公司,在北京、石家庄项目中扮演的角色都是系统集成商,邯郸做了半个城区的运营,其他地方再没听说有具体运营的新项目。

    在资本市场上,一般对系统集成公司的估值一向不高。因此从2016年开始,A公司就有意识地想把公司包装成为一家有产品、有核心技术能力的互联网停车公司。普通停车场竞争过于激烈,相关产品相对比较完善,以A公司的能力无法参与其中。路边停车技术大家都还在探索,因此决定要做一款路边停车的高位视频产品。

    业内能做高位视频产品的厂商寥寥无几:海康、大华、信路威、精英智通、捷顺等。A公司的体量不够,海康、大华不给他做贴牌生产,更不给他独家产品代理权;A公司和精英智通在邯郸的PK中撕破脸,后来又因为拖欠款问题和信路威吵翻,加上A公司影响力不够,造成行业内没人陪他玩的局面。

    此后,由于在行业内合作信誉等因素(自己在旁边偷偷申请专利及付款困难),A公司基本上很难再画个大饼、让合作伙伴进行产品研发配套,他们也就只剩下自己做了。 

    A公司在视频分析上没有原始的算法技术储备和视频行业经验,也没有相关的嵌入式硬件、图像处理等技术储备,虽然在和信路威的合作过程中学习精进不少,无奈行业沉淀和技术起点太低,自主研发产品的过程配套支撑缺乏。他们没有更多的技术、方案、合作资源选择,只能以相对初级、很通用的拼凑技术集成,以“香蕉方案”为原型,做适应性的改进,以满足路边平行停车场景的需求,这就是后来的“矩阵方案”。

    “矩阵方案”脱胎于“香蕉方案”,因此“香蕉方案”骨子里的硬伤还是被一一带到了“矩阵方案”中。因为路边平行停车的场景远比垂停场景更为复杂,一些技术问题甚至在平行场景内被放大了。

     “矩阵方案”在前端采用了4个200万像素普通安防摄像机,不同于”香蕉方案“的扇形布置,而是平行布置,纵向倾角略有差别,分别对应前后不同的车位。4个摄像机对应8个车位,每个摄像机对应相邻的2个车位。

    4个摄像机后面是一台工控机,同样采用轮巡的方式从前端摄像机获取图像做抓拍、识别,同时工控机还负责与后台的通信。

    每套前端设备还需要标配一台200万像素的全景摄像机,每5秒钟向后台发送一张全景抓拍图,即“秒图”,这是行业内很 “有意思”的一个“机制”,在A公司这个方案中却有很重要作用。

     “矩阵方案”基于成本控制的考虑,采用了4台安防摄像机而不是智能交通专用摄像机。

    交通专用摄像机为了获得良好的全天候成像质量,特别是黄昏、凌晨和夜间等低照度情况下的成像质量,通常会用更大靶面的图像传感器,更大通光量的镜头;为了获得较宽的动态范围,抵御夜间车灯或者阳光直射的干扰,会采用多次曝光、高性能的ISP等技术。

    所有的摄像机,甚至是很便宜的家用摄像机,在光照条件良好的时候,例如阴天的中午,光线总体够强、漫射光居多,成像都是不错。但是在光照条件不好,例如阳光直射、车灯干扰时,各种摄像机的成像质量千差万别,很多机器的成像可能劣化到完全不可用。对于路内停车的运营场景来讲基本上是不可用的。

    “矩阵方案”中的摄像机是普通安防摄像机,动态范围不够、不具备良好的强光抑制、自动曝光的能力。因此,“矩阵方案”的工程方案只能设计成“车尾抓拍”,不能做车头抓拍方案。这造成了工程方案设计的问题,很难解决一些横臂下面两个车位的抓拍,形成灯下黑现象。A公司解决灯下黑的方案就特别不可理解,用一个广角摄像机直接拍地面,因为角度的问题,识别效果很不好。如果摄像机动态范围够,解决这个问题就很简单了:在后面一根横臂上多安装一台摄像机,反向监控前一横臂下面的两个车位,抓拍识别车头的车牌就可以解决。

    “矩阵方案”在道路比较狭窄,有对向来车的车灯干扰时,成像质量会急剧下降,抓拍识别精度受影响很大,因此场景覆盖性还是不太全面的。

    “矩阵方案”中4台摄像机各自分别对应2个车位,摄像机和摄像机之间的角度差异非常细微,在工程实施中需要很精细的调节,这也是“香蕉方案”的老毛病。为了防止漏车,前后摄像机的画面还要有一定的重叠范围、形成交叉覆盖。重叠范围不能太大,否则多检会很多,重叠范围也不能太小,否则会漏车,要求极其苛刻,会难为死现场工程师,同样对后续维护也是个不小的问题。

    这种水平不够、硬件瞎凑的做法,明显违背了交通工程因为现场施工环境恶劣,所用设备必须简洁、稳定、皮实、安装方便的基本设计原则。

     “矩阵方案”中1台工控机处理4路视频,俗称“1拖4”,在实时性要求不高的垂停场景完全没有问题。但是在路边平行停车、实时性要求很高的场景下性能就会显得捉襟见肘了,基于成本和散热的考虑,不能使用更高性能的机器,实战中漏洞百出。“香蕉方案”对垂直成为勉强够用的处理能力,在“矩阵方案”面临平行车位就会变成严重问题。

    路边平行停车场景下,最佳的车辆入位、驶离的抓拍、识别时机都是在车辆将入未入、将出未出那一刻。入场时,抓拍早了无法表达车辆占用车位的意图,晚了车辆已经入位、因为前车遮挡无法看到车牌,不能作为停车证据;出场时,抓拍早了没用,晚了车辆可能已经驶离。最佳时机,短的时候只有400-500毫秒左右,时长和司机的驾驶习惯、车位状况有关。工控机的轮巡检测、识别方式在车辆入位、驶离速度快时就容易漏车,特别是在多车同时有入位或者驶离动作时该问题尤为严重。

    在智能交通的应用中,通常希望有较大的场景,通过建立运动物体的轨迹跟踪机制,以提高抗干扰能力,例如消除周边树影晃动的干扰、行人和非机动车的干扰等等;同时有了跟踪机制后,可以对同一目标物体进行多次识别,有效排除光照变化对识别的影响,这些都是业内的标准做法和常识。

    例如广泛部署的类似应用电子警察,目前主流厂家大多采用900万像素的摄像机、同时监控3-4条车道、监控30-40个运动物体,通过对车辆轨迹的跟踪实现违章行为的判断、违章过程图片的抓拍、以及车牌识别,违章行为的捕获率已经达到非常高的水准。

    在“1拖4”方案中,4个摄像机画面把目标区域切分得过于细碎,很难建立起连续跟踪机制,因此前端的抗干扰能力、实时性很弱。

    近年来嵌入式处理芯片的处理能力大幅提升,终端分布式处理才是主流,是边缘计算的典型代表。ARM+DSP、ARM+NPU+DSP、甚至是多核ARM+NPU+GPU+DSP的芯片层出不穷,但是对厂家的硬件设计、算法能力的要求也相应提升。目前主流的做法是:传感器+多核ARM+NPU+GPU+DSP+嵌入式操作系统+识别算法+应用程序=智能一体机。

    A公司因为硬件开发能力不足,只能另辟蹊径,采用过时的、没有难度的工控机复用的方式构建系统,先天不足,对于后续项目持续发展和升级会落下很多毛病。

    因为“1拖4”的方案没有技术含量,所以只有A公司自己在用,其他主流厂商对此基本不屑一顾,没人有兴趣做类似的没有发展空间方案。“矩阵方案”的产品也只能用在A公司在自己的项目上有少量应用,没有任何其他集成商有采购的意向,尽管A公司营销的“很有道理”,也仅仅是自我标榜罢了。虽然他们声称说好东西不卖、自己用,其实大家也都是听听就好,没有人去计较这些的,毕竟技术才是决定是否能够走长远的基础。

    6. L色大脑

    在A公司的员工名录中,张家口有100多位女孩,负责所有A公司在用前端设备识别结果的人工审核和校验,而没有后台自动识别处理。“一群穿着蓝色工装的女孩的大脑”简称“蓝色大脑”,这个经常会被当做是行业内的笑话被聊及。人工校验中心设在张家口,最重要的理由是位置比较偏僻,因而隐秘、人工便宜。

    A公司每一套前端设备都需要标配一个全景摄像机。为了保证全景图像的质量,特别是要看清楚运动物体,图像是以图片的方式,而不是H264265视频流的方式通过公网回传到张家口。为了减少传输带宽,图片是每5秒钟传回1帧,简称“秒图”。所以在A公司的技术方案中一定要求是配置光纤网络做为标准传输方式,没有用4G模块的无线传输方案,因为不间断传回秒图的流量消耗太大,运营费用太高,业主会反对。

    “L色大脑”主要工作:

    人工审核每一个抓拍识别的结果,如有识别错误立刻手工改正;

    人工审核每一个抓拍结果,剔除非机动车等误拍结果;

    根据时间和位置的关联性,剔除前后摄像机重复多检的抓拍结果;

    根据抓拍的时间,调出前后时刻的秒图,判断车辆行为,剔除误抓拍的过路车;

    有场无出场、有出场无进场的停车事件,通过人工翻阅秒图,补齐进出场时间、从秒图中抠图,补齐出入场抓拍图片。

     “L色大脑”的工作内容可见,后台的人工审核高度依赖秒图,因此全景摄像机是不可或缺的必要设备,在业内也是很搞笑的独此一家,除A公司之外没有任何厂家的前端设备中需要另外配置全景摄像机来秒图”。

     可见A公司不是不需要分析车辆的轨迹,而是因为算法能力不够,无法做出可用的高精度多目标车辆轨迹跟踪算法,不得不采用在后台隐蔽地用人工翻阅秒图的方式获取车辆轨迹以判断车辆行为,用人脑代替电脑,这是一种历史的倒退,还美其名曰“蓝色大脑”,纯粹是技术不行,配置凑,人工的智”。

    业主如果要想验证A公司是否在大量使用人工用于校验、以弥补“矩阵方案”的精度不足,可以要求所有的数据做好隔离,不允许数据外泄和渗入,前端数据必须直接传回到控制中心,不得另开通道,特殊情况需要人工复核也必须在控制中心内完成,这时可以算下需要配置的人工座席数量即可。

    运营方在停车项目使用智能设备的初衷是节约人工,A公司的方案只是把人工从路面置换到后台,与要求相背离。

     一群小女孩日复一日地干着极度无聊的校验工作,费眼费神。无聊之中很难保证注意力的长时间高度集中,难免会出现错漏,带来很多错收停车费现象,招致车主的大量投诉是很不值当的事。 

    7. A公司的核心能力 

    A公司源于系统集成公司,虽然把自己包装成为一家有核心技术能力、有产品的互联网停车公司,但是基因里的系统集成的基因还是很难改变。系统集成公司做产品极少有成功的案例,究其原因无外乎是一家系统集成公司和同行的其他系统集成公司是天敌,很难说服其他系统集成公司去购买自己的产品用于集成项目。因此集成公司研发的产品通常只能自用,没有额外的订单帮助其摊销成本,也没有更多的案例打磨产品,研发出来的产品综合成本高、质量差,一段时间过后往往不了了之,以失败告终。A公司为了在资本面前讲好故事,不得已而为之硬扛,其中的艰辛,只有自己消化了。 

    “矩阵方案”、“L色大脑”,单独看都是及其怪异的设计,用拼凑的设备加上人工辅助,以低技术投入建造可用系统,结合起来系统居然能用,还让人云里雾里的,觉得高深莫测。由此可见,A公司作为系统集成公司的基因影子还未完全脱离。

    A公司的包装、营销和关系功底是一流的,据说L总在2016年石家庄项目评审会上,向领导汇报前端的视频技术源自美国加州伯克利。其实行业内人士都知道,石家庄、邯郸,甚至是北京初期比武用的都是信路威的产品,技术和产品怎么就成为伯克利的了?

    A公司有专门的标书书写团队,负责人是前任PR的副总经理,标书包装很不错。怎么找关系、找领导当大旗,更是作为系统集成公司的强项,这一点到也是很值得学习和提升的地方。 

    A公司所有专利的第一发明人都是Y总,一个文科生摇身一变成为科学家。同时也可见公司没真正的技术大牛,一般技术大牛视荣誉为生命,哪允会许这种事情发生。

     8. A公司的劣势 

    劣势一:盲目扩张、管理混乱、效率低下,一点都不互联网。成立4年来,累计拿单不到2个亿(其中还包含大量第三方的东西,例如土建、园林恢复),居然有700多员工、20多个副总裁,人均年合同额不到10万,其中的毛利用来缴社保都不够,基本靠烧投资人钱续命。

    劣势二:A公司公司没钱了,据说4年来融资累计1个多亿人民币,最后一笔融资已经是一年前,每月支出要一千多万,钱基本烧完了。如果近期没有新钱进入,公司就要面临关门。即使有钱进来,未来持续发展和业务规模也是很难短期盈利,只能不断融资发展。和A公司合作,一定要考虑由此带来的巨大风险,避免项目进行的过程中,因A公司资金链断裂给业主带来的损失。

    注:本文来自某投资机构调研后成稿,ITS114转载此文,不代表本站同意该文观点。

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