• 高新興科技:從“云防”到“云行”,智能視頻的未來一定是全息化、AR化

    2019-11-07 09:25:52 來源: ITS114 評論:
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    作為國內首家以物聯網概念登陸創業板的上市企業,高新興集團有著20年物聯網技術與經驗,高新興的智慧交通業務覆蓋城市交通管理、城市交通運輸、公眾出行服務、企業服務、軌道交通安全五大領域,逐漸實現車、路、人全覆蓋的大交通物聯網布局。智慧交通解決方案已在上海、重慶、天津以及廣東清遠等成功落地,并中標遼寧海城、貴州納雍、湖南岳陽等多個億級智能交通項目。

    更為重要的是,高新興集團不僅僅在集成項目上擁有強大的獲取項目的能力,在技術、解決方案的研發上,同樣有著引領行業的實力,其中最為典型的就是“立體防控云防系統”,以及由此衍生的“交通監測云行系統”。眾所周知,將AR技術應用于安防領域就是高新興首創,早在2014年發布首款AR攝像機,2016年發布立體防控云防系統,引起行業轟動,并在近幾年得到公安、交通行業用戶廣泛關注和青睞,并在諸多城市開始落地。

    此次采訪,ITS114重點了解了AR立體防控云防系統的發展歷程,不同版本迭代背后的技術思路,交通監測云行系統的應用場景等,高新興集團智慧城市公司副總經理陳剛對此侃侃而談,如數家珍,對智能視頻、AR技術的發展、AR在交通領域的應用發展等,都能感覺高新興集團以及陳剛在此領域的心血投入。

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    高新興集團智慧城市公司副總經理陳剛

    智能視頻分析技術發展到現在,正如陳剛在采訪時所表述的那樣,視頻監控技術的智能化、高清化、網絡化已經成熟,為安防、交通、人工智能應用等提供成熟的產品和技術,但技術是不斷發展的,下一階段的智能視頻技術一定將會和其他技術相結合,在安防、交通領域,一定會和AR相結合,提供更全面、直觀的視頻場景應用。

    也希望本文能對您理解AR技術在安防、交通領域的功能應用,以及如何應用,會有一些幫助。

       訪談實錄如下:

    解決最后“一公里”的問題

    ITS114:高新興AR云防、云行系統的技術核心是什么?

    陳剛:核心技術包括兩部分。一是前端產品。

    攝像機采集視頻以后進行編碼,在這個過程中有一個核心技術,把虛擬信息疊加在真實的場景畫面里,在碼流級別來實現融合。在前端產品,我們有研發了一些專利技術,如標簽在坐標中的轉換。從1.0版本到4.0版本,很多改進都和前端的視頻編解碼技術有關。無論是最初人工給視頻圖像標記動靜態標簽,還是移動云臺、無人機所采集到的視頻,都涉及到坐標轉換,把傳統攝像機(非AR)采集到的視頻AR化,都與前端產品的視頻編碼技術有關系,也都是高新興的專利技術。

    這些技術解決了什么問題?第一,可穿透安全邊界,解決了要適應公安網絡雙網、三網的環境問題,公安信息系統是多級多域的,從縣到市到省級,要實現多級轉發。所以,要從最開始的信息編碼,就把問題解決,即便是多級轉發,也不能有問題,這是高新興的突出優勢。而友商的同類產品暫時還穿透不了安全邊界,或者只能在自己的視頻聯網平臺轉發。

    其次,視頻圖像中的坐標轉換問題,比如車載監控、執法記錄儀以及其他移動的監控攝像所采集到的視頻,要持續跟蹤標記視頻圖像中的GPS位置信息。此外,攝像機是在移動中運行,相當于坐標系的原點在不斷移動,所以AR化的視頻圖像也要和真實世界的目標對象實時進行坐標轉換,在畫面里能夠得到精確定位。5.0版本為什么能跟三維GIS很好地融合,因為兩個世界的坐標系是一致的,GIS是三維坐標系,AR化視頻圖像也是三維坐標系,都能進行很好的轉化,而且標記精度特別高。

    總結一下,前端的核心技術有兩個方面,一是編碼信息融合,二是快速精確實現坐標轉換,保證標簽的精度,無論是固定還是移動設備所采集到的圖像,都能夠跟隨,都能保持精度。

    第二個核心技術在后端。

    AR指揮系統后端平臺能解決什么問題?首先是賦能,平臺有一個我們稱之為VGIS的引擎或者叫中臺、中間件,第三方應用開發者可以通過VGIS引擎開發接口,再加上我們的AR前端產品,就可以很快推出自己的AR行業應用。舉個例子, “交通監測云行系統”就是基于VGIS引擎開發的系統,“交通監測云行系統”與最早的立體防控云防系統,是兩個完全不同的產品,受眾以及目標用戶都不一樣,對接的數據設備系統也不一樣,從業務應用上看,交通特勤警衛、信號控制等很多原來沒有的功能,都是在VGIS引擎上重新開發的面向交警的系統。另外,我們現在還基于社區網格化管理,根據業務特點開發出服務于雪亮工程綜治應用的云防系統。VGIS引擎是靈活開放的,是核心技術之一。

    高新興有基礎性的平臺,有二次開發接口,有核心渲染的引擎,包括如何生成標簽,根據需求在客戶端上面能夠呈現多種效果。上午演講中我們展示了不同標簽的形態,標簽展現的方式有直接標記也有彈窗,也可以將大數據分析、AI結合在一起,都是用VGIS引擎在視頻圖像上加以信息展示。因為前端只解決了坐標和信息點的問題,但要把信息更豐富的呈現給用戶,就需要VGIS引擎進行加工。我們可以根據需求去開發應用,目前高新興已有400多個項目案例,20多種應用場景,包括園區、景區、公安、交通樞紐、學校等,就是基于VGIS引擎,可以很快把不同應用場景的需求建立起來,落實下去。

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    ITS114:如果要實施AR云防、云行系統,對前端設備、機房或者云平臺有什么樣的前置要求?

    陳剛:有一定要求,但也不高。前端部分,第四代AR指揮平臺推出之前會要求前端使用我們提供的AR攝像機,因為視頻信息都是從攝像機采集而來。升級到4.0以后,高新興自己開發了AR網關,通過AR網關,把傳統攝像機所采集的視頻碼流也可以進行AR轉化,且對傳統攝像機基本上沒要求,只要滿足國標GB/T28181(即《安全防范視頻監控聯網系統信息傳輸、交換、控制技術要求》)把視頻傳過來,網關就能在后臺對回傳過來的視頻流進行轉化。槍機是最簡單的,球機需要提供云臺的一些參數。

    AR網關是很重要的一個設備,通過AR網關可以把一些非AR攝像機轉變成AR化攝像機,類似華為軟件定義攝像機首創的1拖N應用,可以讓周邊聯網的非智能攝像機擁有智能分析能力,非AR攝像機經過網關以后也可以變成AR攝像機。有了AR網關,AR云防、云行系統系統的應用準入門檻得到降低,這是一種普惠措施。

    后端部分沒有什么特別要求,后端采用性能足夠的獨立服務器就能部署其應用平臺。當然現在也能支持云化平臺,比如在云平臺的虛擬主機上部署”交通監測云行系統”平臺。

    ITS114:對算力有沒有要求?

    陳剛:其實現在服務器性能基本都能滿足算力要求,只是看接入多少路(視頻)的問題。

    ITS114:現在一般是應用在什么樣的場景?

    陳剛:對平臺來說,視頻設備最高點就是高空攝像機,主要用于直接監測管理,但高點攝像機數量一般都不多,低點攝像機通常是從原有已建的各個視頻平臺接進來的,接入的成本已經被原來接入的視頻平臺承擔,所以這方面的成本不會很大。對客戶端可能會有一定的要求,尤其到4K高清的級別,VGIS引擎需要渲染性能保障,比如要讓一個實景地圖能夠同時開很多個的標簽窗口,開設多個低點的畫面,實現高低聯動或者多機協同,對GPU和內存有要求。

    ITS114:可以在警務通上面展示嗎?

    陳剛:只要是安卓智能手機都可以接入,也有APP客戶端。實際上,現在的門檻大大降低了,就是希望用戶能夠把AR化管控變成常態。視頻監控技術進入到一個全新的全息化階段,上一階段的高清化、智能化、網絡化都已經成熟且普遍使用了,現在正在進入一個新的階段——全息化。全息化能夠把原來的一些智能、非智能的應用,甚至把一些第三方系統的信息,反哺給視頻監控。視頻智能化是在視頻圖像里把結構化信息或者特征信息提取出來,把復雜的東西提取出關鍵特征,而AR是反過來,把視頻圖像里看不到的信息加上去,肉眼無法在畫面里直接看到的信息,通過AR處理就能直接看到。

    比如這個門(采訪現場)通過AR化處理,我們除了知道門的外形、尺寸,還可以知道門是哪家廠商生產的,安裝了多久,維護聯系人是誰,維護電話是什么等等背后的信息。高新興想借此機會讓更多用戶接受AR能力成為視頻監控的標配,未來的視頻監控一定是AR化的。我們可以把人工智能、大數據的能力,還有很多通信甚至5G、邊緣計算等能力,結合起來,呈現給用戶,解決交互層面的問題,讓用戶能夠獲得更多信息。人工智能也好,云計算也好,還是智能網聯的信息也好,最終對這些信息的獲取還是要靠人的感知。高新興就解決最后“一公里”的問題,眼睛是人類獲取信息的重要器官,重點是要看得到,數據不能總放在數據庫里,最終信息的傳遞要做到可視化。

    讓更多用戶以較低門檻體驗AR監測的智慧平臺

    ITS114:從1.0到5.0的演化路徑、背后的技術思路是?

    陳剛:1.0版本解決了最基本的問題,一是怎么給視頻打上虛擬標簽,怎么把標簽疊加在采集到的視頻圖像上,以及在球機采集到的視頻畫面里標簽的跟隨,標簽的精度要準確,標簽的基本管理,分級分層等等。二是碼流的穿透、級聯問題,可實現多級轉發。

    1.5版本實現標簽的統一化。1.0版本的AR攝像機采集視頻畫面由人工標記坐標,如果攝像機壞了或者換了新的攝像機,需要重新再打一次標簽。而真實世界的物理坐標系是唯一的,一個房子只需打一次標簽,所有的AR攝像機只要采集到這個房子的圖像,就會看到唯一的標簽,1.5版本把標簽進行統一化,然后共享標簽,覆蓋一個區域的所有AR攝像機,采用同一套標簽,更符合對真實世界的數字映射。

    其次,1.5版本還解決了餐館、游樂場、旅店等在GIS地圖數據中現成的POI信息導入問題。這些POI信息從GIS地圖導入進來后,在攝像機采集的畫面里會自動出現標簽,解決了標簽生成的工作量問題。此前標記標簽要靠人工,新疆某項目要求一個畫面支持256個標簽,所有的民房、餐館都要一個一個打標簽,因為所有的房屋都可能有恐怖分子藏匿,所以要求每個房間都要標注顯示,標簽特別密集。人工標記標簽是很大的工作量,所以就導入GIS地圖的POI信息,自動生成標簽。還可以根據距離設定邊界,500米或1000米以內的所有標簽,比如以無人機為中心,方圓一公里的標簽都會自動出現,設定一個邊界,超過一公里的就不必出現。

    第三,解決了多機協同問題。多機協同就是把全景攝像機與多個球機加以聯動,從多視角觀察某一場景,實現無死角監控。以前是槍球聯動,一個槍機聯動一個球機,全景設備的畫面視野更開闊,缺陷是不能轉動,視野是固定的,在一些火車站、廣場等場景的高點安裝一個全景設備,周邊安裝幾個球機,有緊急事件發生時,點擊全景畫面里的某個區域,周邊的球機就會自動轉過去,從多個角度監測該區域,監控人員就能獲得全方位無死角的視頻聯控效果。

    需要強調的是,這些功能都是用戶提出的實際需求,特別是在春運、大型活動安保等情況下。高新興根據需求進行攻關,現在已經成為AR云防、云行系統的基本功能。

    2.0版本則解決了對移動目標的標簽標記問題。在此之前,標簽對象都是固定的監控點,或者像房子、道路等這樣的靜止對象,但在公安實戰、交管應用中,大量目標是活動的,比如警員和警車以及違法嫌疑對象等。所以2.0版本把活動目標如警車、執法記錄儀/警務通所攜帶的GPS位置信息,利用GPS返回的坐標,進行實時的坐標換算,實時反映在平臺,展現動態信息。有了這個基礎,2.0版本在實戰應用中就可以實現多種可視化預案(應急、活動安保、交通管制等)和情指勤督一體化管理。

    3.0版本則換了個角度,將AR高點本身的位置變成機動可變的,解決了突發事件的緊急情況下,如何快速靈活地部署應急AR云防、云行系統。云防系統最大的特點是可視化能力強,很有展示性,并且信息很豐富,很適合用于指揮中心的決策指揮。但有些突發緊急情況,如山體滑坡、火災等場景,事故現場原來沒有高點攝像監控,需要臨時布設或者無人機采集視頻。南方某城市之前出現過一起重大余泥渣土滑坡事件,事故發生后附近沒有高點監控,不能及時了解全局情況,對救援指揮造成一定困難。后來我們通過算法改進,在坐標原點可變的情況下實現三維空間的實時坐標轉換,使得無人機、車載攝像機在移動巡邏狀態下采集的畫面也具有AR信息。

    此前的版本改進思路是連貫的,在前代的基礎上不斷去完善補充加強。但4.0版本則是從另一個角度來解決問題,把非AR監控攝像機所采集到的視頻圖像轉化成AR化視頻圖像。當我們推廣3.0版本的AR云防系統時,很多用戶已經安裝了數量龐大的非AR攝像機了,有些用戶高點監控設備剛投入使用,想實現AR云防、云行系統的效果,若是要新采購安裝AR高空攝像機,資金投入就會面臨難題。因此,高新興開發出了AR網關,我們希望不僅是高點攝像機,低點攝像機也可以逐漸普及AR化。把非AR攝像機采集到的視頻碼流,通過解碼再編碼進行轉化,最后生成AR化視頻,這就是4.0版本解決的問題,4.0 版本讓AR實景監測、防控的門檻降低,從而讓更多用戶以較低成本體驗到AR云防、云行系統的效果。

    5.0版本又是另一個維度,其解決了怎么擺脫單點視域限制、做到可連續大范圍實景監控的問題。一個高點攝像機盡管覆蓋范圍很大,但總是有限的,要管理一個城市或者較大型區域,不可能建密密麻麻的高點,不可能做到無縫覆蓋。這需要很多時間,技術上雖然可以實現,但建設成本太高。從業務的角度出發,不論是公安還是交通,肯定不可能就只看幾個高點攝像機組成的AR視頻畫面,還要看全區、全市,甚至一個省。在廣東,高新興已經實現了云防系統的三級聯網,但三級聯網只能解決縱向連接的問題,橫向覆蓋還沒有做到,還需要點位的擴建。從業務連貫性的角度出發,要實現宏觀微觀結合。此前AR產品解決的是微觀問題,從網格化的角度,從一個攝像機,看某一區域的信息,實現全息化。但宏觀層面的問題沒有解決,還是靠傳統的二維地圖、三維地圖?,F在幾乎公安、交管業務系統都以GIS地圖作為底層數據系統,以二維為主,現在慢慢開始三維化,但三維的成本太貴了,還不太普及。

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    我們想把宏觀和微觀銜接起來,讓AR實景的應用能夠無縫覆蓋下去,否則仍然是一個一個高點的孤島,從一個點的畫面要跳到另一個點就不連貫。就像跨鏡追蹤一樣,目標從一個攝像機的可視域離開后,可以在其他攝像機找到目標。AR云防、云行系統也需要實現跨鏡銜接,要用什么來銜接呢,最好還是用GIS數據系統銜接。與高新興AR云防、云行系統系統無縫對接得最好的還是三維GIS,因為AR云防本身就是采用三維坐標系,所以我們一開始就定位為三維。我們在成都推廣云防立體防控系統時,客戶看到畫面后誤以為是三維建模的畫面,因為太逼真了。當然,三維建模要精細化成本很高,AR實景畫面,比三維建模便宜,裝個高空攝像頭就行,還不用更新數據,看到什么樣就是什么樣,不像三維建模隨著城市建設發展要維護更新。

    三維GIS地圖與5.0版本AR云防系統實現無縫對接。這又涉及到一些新的算法或者技術,包括怎么把AR視頻畫面拼接到三維模型,AR視頻畫面與地圖視角轉動和縮放如何同步匹配,視覺體驗上銜接得更好一點。

    5.0版本是對AR在宏觀業務應用的落地,是對微觀場景的突破,突破了可視域的局限,覆蓋不到的地方就用三維地圖過渡,漫游到下一個高點監控覆蓋的區域又能看到真實的畫面。此外,通過讓大量的非AR攝像機變成AR化,可以讓更多攝像機監控的畫面拼到三維地圖中。越來越多的攝像機接入進來后,盲區就越來越少?,F在天網工程已經建設多年,點位覆蓋算是很普及了,視頻地圖的覆蓋率會很高。未來做管理應用時,就可以用實景可視化的視頻地圖來做規劃,比如某條道路的交通管控措施應如何制定。無論是云防系統的應用場景(重點場所、重點路口、出入口、社區等)還是云行系統的應用場景(城市道路、國省道、交通樞紐等),以后都可以做視頻接力,可以做整個道路的車流或者交通路況觀察,像高速公路、特勤路線、馬拉松安保路線等都可以用實景可視化來看,而不是看過去的“死”地圖。

    做交通一定要懂交通,而不能只懂信息化

    ITS114: “交通監測云行系統”系統是不是云防系統5.0版本的應用?

    陳剛:不是,云防是針對公共安全,”交通監測云行系統”面向交通,包括交通交警和交通運輸?!苯煌ūO測云行系統”系統是面向交通開發的AR細分產品,而且是基本產品,可以根據用戶需求來定制開發應用功能,比如信號機,云防肯定不需要,在”交通監測云行系統”才需要接入信號機、誘導屏。

    ITS114:公安交通集成指揮平臺和”交通監測云行系統”平臺是互補關系嗎?

    陳剛:這是兩個獨立的產品,交通集成指揮平臺解決的是車輛查控、違法處理問題,是面向業務的平臺,已經把六合一打通,下一步跟大數據平臺結合起來,做交通違法分析或者事故分析?!苯煌ūO測云行系統”是現有業務的承載,可以跟交通集成指揮平臺對接,更多呈現交互體驗上的差別,操作方式上的變化。我們可以把交通集成指揮平臺接入的數據用AR化方式呈現出來,原有交通集成指揮平臺的界面可能就是一個二維地圖,有警員和設備點位、勤務信息,還有交通態勢,路況等信息?!苯煌ūO測云行系統”把集成指揮平臺的數據拿過來以后,可以在實景畫面里面展現勤務、交通事故或者重點車輛,以及一些大數據分析的圖表。

    兩者之間的結合還是挺緊密的,都是圍繞交管業務。我們更突出前端的作戰單元使用的角度,交通集成指揮平臺核心版是在公安內網,偏重于實戰。實際上,將兩者結合,比如發生突發事件,”交通監測云行系統”會更加直觀一點。重要節日或者是重要活動的安保在”交通監測云行系統”系統上看得更直觀,業務外的領導一看就明白了,而交通集成指揮平臺基本只有專業人員才能看得懂。

    ITS114:可以說說”交通監測云行系統”系統一兩個創新的點或者場景嗎?

    陳剛:現階段“交通監測云行系統”最核心的亮點是AR賦能?!敖煌ūO測云行系統”還在發展,現在到3.0版本了,最開始“交通監測云行系統”1.0版本只是把基本的交管元素比如說信號、誘導、電警卡口等等數據接進來,更多的是一種呈現。到了2.0以后,更側重于交管業務的打通,信息呈現后,怎么和日常交管工作結合起來,比如早晚高峰的路網狀態、重點路口監測與疏導、重點車輛的查控,失駕、毒駕等嫌疑車輛管控,事故處理以及快速理賠,以及交通管制、活動安保、特勤警衛等等,把這些事務變成情景模式,進入模式以后,系統內部會把各種功能串接起來,不用人工去找功能。

    我們在設計的時候希望把每一種智能所具備的元素、功能,抽取出來變成一個一個的點,然后根據業務場景,像自助餐一樣,把這些功能都設計為一些情景模式,在界面固化下來后生成一種應用,A應用是路口疏導, B應用是特勤警衛,C應用是交通管制等等,把功能業務化。如果只做重大活動的宏觀交通展示,很容易就能找到入口,操作步驟和所需要了解的信息都圍繞著有關事項,但呈現出的是直觀易懂的AR化效果。

    ITS114:RFID和AR的結合應用有案例嗎?

    陳剛:河北一個城市此前做了電子車牌的應用試點,現在結合”交通監測云行系統”系統進行宏觀與微觀結合,重慶也在做這樣的結合。高新興推出了汽車電子標識與視頻的雙基卡口,汽車電子標識所存儲的信息,讀取以后直接通過”交通監測云行系統”的AR方式呈現出來,融合了車輛信息、駕駛員信息、貨運電子訂單信息、通行證、營運資格等??蓪崿F車道級的流量展示,并且能夠根據車輛身份和類型,刻畫路口、路段交通畫像。汽車電子標識數據與信號控制系統結合后,能夠實現可視化特勤路線保障。汽車電子標識數據與交通卡口關聯后,通過與實時的過車信息進行比對,能夠實現假套牌車、克隆車的緝查布控。 

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    ITS114:高新興在交通領域有什么小目標嗎?

    陳剛:最早高新興在智能交通領域是以集成商的身份切入,主要涉及卡口、電警、信號等項目,現在還包括電子車牌、車路協同等車聯網方面的產品,面向更廣闊的大交通領域。

    高新興集團的一橫四縱發展戰略中,有一縱就是大交通業務,大交通覆蓋了幾個業務領域,為交管部門提供交通監測、指揮調度、研判分析等業務應用,為交通運輸管理部門提供公路監管、出租車監管、公交車監管等業務應用,通過提升交通管理、運輸監管水平來改善城市交通運行狀況;同時憑借自身物聯網等技術優勢和對交通相關業務鏈條的深入洞察,深入業務中看似微不足道的細枝末梢,采集業務數據,借助數據的開放共享、多維碰撞和智能挖掘,為交通全對象提供定制化服務。從技術維度切入,高新興以V2X為牽引,打造車路協同、網聯汽車、電子車牌,構建了全面的車聯網系統架構,從車載單元OBU到路側單元RSU到后端車聯網平臺和應用,都已經做了布局,由不同業務單元來去承擔各自的使命,把V2X體系建立起來。

    智能網聯時代,智慧交管系統會如何發展,高新興也在做準備,現在市場還在培育期,先把技術準備好,比如我們最新推出的路側一體化智能系統,可以把信號控制、視頻監控、車路協同等等結合在一起,為智能網聯時代來臨做好準備;其次是緊扣著業務,高新興有不同的幾個團隊,分別面向車聯網、交通工程和交通組織優化等等,有大量的交通工程師,在實施推進交管項目前,都會先幫用戶做診斷,這個城市的交通問題出在哪里?為什么擁堵?管理的方式是不是需要改進或者怎么樣?相當于交通醫生,先把把脈,診斷一下問題出在哪里,幫助用戶搞清楚問題根源所在。

    智慧交通是一個跨行業、跨技術的領域,車聯網更多的是以通信、IT技術為牽引,信息化和經驗很重要,交通工程則需要更多具備交通組織、控制方面的專業能力,要結合起來,不可偏廢。做交通一定要懂交通,而不能只懂信息化,不管是人工智能還是云計算,設備再先進,進入交通領域應用,首先得搞清楚問題在哪里,用戶的需求在哪里,有些問題的解決實際上不需要智能化,通過對交叉口設施、護欄標牌等設施進行調整,就可以了,不用花更多的錢去上智能化設備。

    這就是專業的力量,也是高新興交通團隊的一個特點。

  • 關鍵字: 高新興 AR 云行監測
  •    責任編輯:劉艷
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