隨著社會經濟的快速發展,城市規模不斷擴大,城市人口和機動車保有量迅猛增長,交通需求與道路交通設施之間的矛盾日益突現。如何利用交通信息化的技術和成果,有效提升路網的服務水平和運行效率是一大核心難題。
縱觀近年來智能交通系統建設,盡管取得了可喜的成績,但國內外領先的技術、先進的理念、優秀的應用模式等元素實戰化應用進展仍然相對遲緩。隨之而來的是各種問題:
傳統道路交通監測手段存在范圍小、無法統籌宏觀與細節、無法通過視頻有效理解視頻內容、無法直觀呈現監控畫面中的大量信息。 業務孤島和數據孤島急劇增長,缺乏統一應用、展示和整合的手段。 缺乏數據的整合與分析,積累的大量數據得不到有效的應用,給交警的業務帶來極大的不便。 一、基于AR技術的交通可視化管控系統
增強現實(Agmented Reality,簡稱AR),是近幾年來的一個研究熱點,有著廣泛的應用前景。增強現實技術是由虛擬現實技術(Virtual Reality,簡稱VR)發展而來的,但與傳統的虛擬現實不同,VR技術就是在計算機中構建一個完全虛擬的世界。而AR是利用虛擬世界來加強現實,增強了用戶對現實世界的感知能力與交互能力。比如在真實的建筑物上面加入一些虛擬的標簽,通過虛擬標簽還可以查看標簽鏈接的信息。目前大多數的AR系統采用頭盔顯示器實現虛擬信息與真實場景的融合,利用高性能計算機跟蹤定位設備以及人機交互設備完成場景識別與信息的增強。近年來,機器智能的發展使得計算機對人類自然意識的理解越來越可靠,從而使智能交互有了從實驗室走向實用的契機。AR與人工智能結合,對智能交通新應用將產生深遠影響。
基于AR技術的交通可視化管控系統是將AR與大數據、業務平臺結合,充分利用現有的智能交通先進技術、設備與業務平臺,通過研究虛擬標簽的增強現實標注技術、增強現實攝像機的3D自動定位技術、無人機、汽車電子標識等新技術,實現業務系統深度融合、信息資源共享,有效提高整體與各子系統效能的發揮,以視頻碼流作為地圖真實指揮場景,服務于交管指揮中心,開創指揮中心城市交通指揮管理的新模式,提升交通的服務水平和運行效率。
1.系統總體架構設計
系統的組成主要分為前端設備、子業務系統或后臺服務、大數據分析、應用層和展示層。每個層次按照不同的功能又分為不同的應用模塊(如圖1所示)。
圖1 系統總體架構圖 各層分別執行以下功能:
(1)前端設備
前端設備主要是各個外場設備,包括信號控制、電子警察、車輛卡口、視頻監控、微波檢測、視頻檢測、浮動車、RFID、移動終端、無人機等。
(2)子業務系統或后臺服務
主要對應前端設備的系統或者后臺服務平臺。
(3)大數據分析
(4)應用層
應用層包括態勢研判、指揮調度、車輛查控、違法處理、統計分析、數據挖掘等各類應用。
(5)展示層
展示層主要提供控制及展示,可以單屏顯示,控制和展示都使用一塊屏,視頻、地圖、控制、高低點、人臉等均在一塊屏上顯示,也可以根據需求將不同的信息推送到其他的屏幕上去,域名購買,目前最高可采用1機3屏的模式,使用1塊控制屏,推送信息到2塊展示屏。
2.系統功能設計
(1)全息監測
系統通過增強現實技術,能對監控范圍內各種感興趣的交通要素和對象以信息標簽的形式直觀呈現在系統界面內,并支持信息標簽搜索、標簽分級、標簽跟隨等功能,實現虛實結合、時空一體的道路信息可視化管理。在標注的形式上,除了簡單的靜態標簽,云行系統還能夠動態顯示信號燈的狀態、車流量等標簽,包括一些交通統計研判數據等都可以在整個視頻畫面中一一展現,充分做到標簽的智能化和數據的可視化。系統可以把握交通各種微觀環境,再加上實時的全域警情推送和播報,實現了交通數據多元化的監測。
(2)全景巡視
系統所配置的高點攝像機可以進行高空360度全視野瞭望,針對一些需要重點關注的低點區域,可以通過直接在系統內調看低點的攝像機、車載攝像機、執法記錄儀、無人機等聯網設備的視頻畫面。實現高低聯動,既能掌控整體,又能兼顧局部,達到立體監控的效果。高點單元可對重點區域進行全局監測,可在監測畫面上鳥瞰整個監測區域的道路、建筑物、標志物等,如果發現突發事件,可立即在視頻畫面上通過視頻接力的方式找到距離突發事件最近的低點監測單元進行快速調看。同時,系統提供多種界面展現方式,如一機多屏、畫中畫等給客戶帶來最直接、最方便的監控和業務操作體驗。
(3)全時指揮