改善繁忙路口的交通安全仍然是一項(xiàng)嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)，研究人員正超越傳統(tǒng)的、延遲的事故數(shù)據(jù)，轉(zhuǎn)而主動(dòng)評(píng)估風(fēng)險(xiǎn)。據(jù)外媒報(bào)道，來自圣地亞哥州立大學(xué)（San Diego State University）的Shounak Ray Chaudhuri、Arash Jahangiri和Christopher Paolini提出了一種新的計(jì)算機(jī)視覺框架，該框架利用多個(gè)攝像頭持續(xù)監(jiān)控路口，并計(jì)算“侵入后時(shí)間”（Post-Encroachment Time），即車輛彼此跟隨的緊密程度。這一創(chuàng)新系統(tǒng)能夠?qū)崟r(shí)處理圖像，以厘米級(jí)的精度精確定位潛在危險(xiǎn)，并生成高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的動(dòng)態(tài)熱力圖。

圖片來源：arxiv.org

通過超越靜態(tài)分析并利用分散式的視覺技術(shù)，這項(xiàng)研究展示了一種可擴(kuò)展的、高分辨率路口安全評(píng)估的可復(fù)制方法，并為主動(dòng)降低風(fēng)險(xiǎn)的智能交通系統(tǒng)鋪平了道路。

車輛跟蹤與近距離碰撞風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估

本研究詳細(xì)介紹了一種利用計(jì)算機(jī)視覺評(píng)估交通安全的系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用深度學(xué)習(xí)模型，能夠精確識(shí)別和跟蹤視頻中的車輛。系統(tǒng)計(jì)算“侵入后時(shí)間”（Post-Encroachment Time，PET），即車輛在另一輛車進(jìn)入其行駛路徑后避免碰撞所需的時(shí)間，并將其作為風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)鍵指標(biāo)。PET值越低，碰撞概率越高，系統(tǒng)能夠識(shí)別近距離碰撞和潛在的危險(xiǎn)情況。通過生成PET分布數(shù)據(jù)，系統(tǒng)能夠識(shí)別PET值持續(xù)偏低的路段，表明這些路段需要進(jìn)行安全改進(jìn)，從而將被動(dòng)式碰撞分析轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)式安全評(píng)估。

基于攝像頭同步的實(shí)時(shí)交通安全評(píng)估

研究人員將該新型計(jì)算機(jī)視覺框架用于實(shí)時(shí)交通安全評(píng)估，并在加利福尼亞州的一個(gè)十字路口進(jìn)行了演示。該研究利用了來自四個(gè)同步攝像頭的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)了連續(xù)的視覺覆蓋，并在專用計(jì)算設(shè)備上處理每一幀圖像。車輛檢測(cè)采用了一種先進(jìn)的分割算法，識(shí)別每個(gè)攝像頭視野內(nèi)的車輛。然后，利用精確計(jì)算的變換將檢測(cè)到的車輛形狀轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的鳥瞰圖，有效地融合了重疊的攝像頭視圖，提高了車輛定位的精度。該框架能夠以亞秒級(jí)的精度高分辨率識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并有助于對(duì)交通模式進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)和分析。

基于多攝像頭視覺的實(shí)時(shí)危險(xiǎn)區(qū)域測(cè)繪

該框架還利用四個(gè)同步攝像頭持續(xù)監(jiān)測(cè)車輛運(yùn)動(dòng)，并在專用計(jì)算設(shè)備上使用最先進(jìn)的分割算法處理每一幀圖像，以實(shí)現(xiàn)精確的車輛檢測(cè)。檢測(cè)到的車輛通過變換被轉(zhuǎn)換為統(tǒng)一的鳥瞰圖，從而對(duì)齊來自重疊攝像頭的視圖，并實(shí)現(xiàn)精確的車輛定位。一項(xiàng)關(guān)鍵成果是提出了一種新穎的像素級(jí)侵入后時(shí)間算法，該算法無需依賴固定單元格即可測(cè)量車輛位置，從而能夠高精度地可視化危險(xiǎn)區(qū)域，并更精確地識(shí)別近距離碰撞事件。

基于計(jì)算機(jī)視覺的實(shí)時(shí)交叉路口安全評(píng)估

通過在專用計(jì)算設(shè)備上處理攝像頭視頻流，該系統(tǒng)能夠以亞秒級(jí)的精度高分辨率識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域，并高精度地測(cè)量車輛位置。盡管該系統(tǒng)在攝像頭覆蓋范圍和手動(dòng)配置方面存在局限性，但未來的工作將著重于改進(jìn)攝像頭索引策略，并減少手動(dòng)校準(zhǔn)的需求，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)的精度、可擴(kuò)展性和易用性。