段愛國：創(chuàng)新應(yīng)用機(jī)器視覺 賦能智慧交管發(fā)展

          前言

          當(dāng)前，隨著科技不斷進(jìn)步，各類前沿技術(shù)紛紛融入到交管工作中，并取得了較大成就。但同時(shí)，也普遍存在系統(tǒng)性不夠、智能化水平不足等問題。華為機(jī)器視覺總裁段愛國以“全息感知，數(shù)據(jù)智能，賦能交通智能體”為題，介紹如何全面深入、有效快速地將新技術(shù)應(yīng)用落地，以解決交管工作難點(diǎn)。

          智能世界有三項(xiàng)特征：萬物感知、萬物互聯(lián)和萬物智能，分別對(duì)應(yīng)的技術(shù)是機(jī)器視覺、5G和人工智能，即所謂“三駕馬車”。

          科技的發(fā)展階段主要是以無線技術(shù)發(fā)展作為代際劃分的依據(jù)。過去十年實(shí)際上是4G技術(shù)的十年，因?yàn)樵?G技術(shù)的引領(lǐng)下產(chǎn)生了智能手機(jī)，進(jìn)而連接了人和人，推動(dòng)了移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的“爆發(fā)”。未來十年將是5G技術(shù)的十年，在5G技術(shù)引領(lǐng)下產(chǎn)生的就是機(jī)器視覺，將推動(dòng)行業(yè)數(shù)字化的“爆發(fā)”。

          何謂機(jī)器視覺？機(jī)器視覺指的是給機(jī)器以人一樣的眼睛感官，不僅能夠看見，還能思考，同時(shí)驅(qū)動(dòng)人類的肢體進(jìn)行反應(yīng)和執(zhí)行閉環(huán)。機(jī)器視覺是物理世界到數(shù)字世界感知的入口，能夠進(jìn)行物和物的連接。

           那么，機(jī)器視覺和智慧交管之間有何關(guān)系呢？其實(shí)，交管行業(yè)的數(shù)字化、智慧化離不開機(jī)器視覺，需要機(jī)器視覺為其賦能。

圖1：未來智能世界圖景預(yù)測(cè)

          在交管領(lǐng)域，機(jī)器視覺目前主要聚焦于幫助交管部門解決“十大挑戰(zhàn)”?！笆筇魬?zhàn)”分為三類：一是前端感知和檢測(cè)領(lǐng)域的四大挑戰(zhàn)，二是攝像機(jī)和邊緣設(shè)備建設(shè)施工的三大挑戰(zhàn)，三是面向數(shù)據(jù)賦能和數(shù)據(jù)應(yīng)用的三大挑戰(zhàn)。

圖2：“十大挑戰(zhàn)”

          傳統(tǒng)的城市路口往往是一套設(shè)備只能解決一個(gè)問題，導(dǎo)致路口設(shè)備眾多，形成麻雀桿。引入機(jī)器視覺的操作系統(tǒng)和龐大算法后，可以使攝像頭變得十分智能，能夠集交通違法檢測(cè)、交通事件檢測(cè)、交通流量檢測(cè)、交通態(tài)勢(shì)檢測(cè)等多項(xiàng)功能于一體，實(shí)現(xiàn)一機(jī)多用。

圖3：能夠一機(jī)多用的攝像機(jī)

          02  解決挑戰(zhàn)二：光污染，隱患大

          傳統(tǒng)的爆閃燈往往功率較大、不夠環(huán)保，導(dǎo)致光污染，其替代品外部紅光燈則拍攝失真、成像不準(zhǔn)確。機(jī)器視覺能夠有效解決此類問題，具體而言，是通過“算力換圖像”，即在攝像頭上安裝多個(gè)算力強(qiáng)大的芯片，利用AI來進(jìn)行精準(zhǔn)補(bǔ)光、圖象增強(qiáng)和圖象降噪，同時(shí)消除了光污染。

          傳統(tǒng)的槍球一體機(jī)存在全局視角固定、雙鏡有限協(xié)同的缺陷，不能兼顧全局和細(xì)節(jié)。為解決此問題，引入機(jī)器視覺，研發(fā)了“二郎神”AI雙模智能球機(jī)，其內(nèi)部裝了手機(jī)攝像頭，并加裝了大光圈鏡頭，既做到了成本低，又保持了全景可視化。

          如何更有效、更低成本地進(jìn)行電動(dòng)自行車、行人違法監(jiān)管？可以在前端攝像和后端視頻分析之間加裝芯片，利用芯片強(qiáng)大的運(yùn)算能力進(jìn)行圖片解析，既提高了分析效率，又能夠降低成本。

圖4：有效管理非機(jī)動(dòng)車的攝像頭

          很多城市的老城區(qū)電警、卡口覆蓋率低，這是因?yàn)榈叵鹿芫W(wǎng)多、審批協(xié)調(diào)難度大、破路施工對(duì)交通影響大。為解決此問題，可以安裝多個(gè)無網(wǎng)電警組網(wǎng)，即在一個(gè)路口裝4到8個(gè)電警，并設(shè)置其中一個(gè)為提供無線網(wǎng)絡(luò)的母機(jī)，其他電警內(nèi)部自行組網(wǎng)，無需施工、破路。同時(shí)，在電警中加入智能芯片，實(shí)現(xiàn)2公里內(nèi)自動(dòng)對(duì)焦和回傳、路口全覆蓋。

           傳統(tǒng)的4G攝像頭主要為傳輸圖片服務(wù)，因此在傳輸視頻時(shí)經(jīng)常面臨卡頓的情形，難以滿足警衛(wèi)安保等特殊場(chǎng)合的需求。通過大量布設(shè)新型5G攝像頭，可以流暢傳輸視頻，有效應(yīng)對(duì)多種場(chǎng)景。

          可通過設(shè)置專為無電、無網(wǎng)場(chǎng)景設(shè)計(jì)的生態(tài)型攝像機(jī)來解決布網(wǎng)、取電難的問題，其應(yīng)用單晶硅光伏板、超級(jí)刀片鋰電等吸收太陽能發(fā)電、儲(chǔ)能；應(yīng)用VideoX技術(shù)進(jìn)行鏈型組網(wǎng)、星型組網(wǎng)，即便無網(wǎng)無電，也能在一定范圍內(nèi)全覆蓋。

          單向視頻易被大型車輛遮擋，夜間、雨雪霧霾天氣感知效果差；環(huán)形線圈易損壞，數(shù)據(jù)有效性差；浮動(dòng)車數(shù)據(jù)抽樣率不足，參數(shù)不準(zhǔn)；單雷達(dá)對(duì)低速目標(biāo)感知差，軌跡有斷點(diǎn)，重復(fù)計(jì)數(shù)，數(shù)據(jù)不準(zhǔn)。為解決上述問題，可以利用邊緣計(jì)算、攝像頭和雷達(dá)來構(gòu)建全息路口，打通視頻和信控的數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)事件、事故自動(dòng)感知、輔助定責(zé)，信號(hào)控制優(yōu)化，交通隱患識(shí)別和交通組織優(yōu)化等功能。

          可以設(shè)置多算法倉，容納并綜合運(yùn)多家算法對(duì)天網(wǎng)、雪亮路段視頻和電警、卡口設(shè)備視頻進(jìn)行復(fù)用，為交通管理智能化服務(wù)。

          可從算法層面進(jìn)行創(chuàng)新，把駕駛?cè)诵畔?、車牌信息、車輛屬性等通過人車算法加以關(guān)聯(lián)，有利于提高假套查處、交通逃逸追查、車輛軌跡還原與特征識(shí)別等效率。