Hệ thống giám sát giao thông ứng dụng công nghệ xử lý ảnh

Hệ thống bao gồm camera giám sát, camera chụp hình, mạng truyền thông, video server, phần mềm xử lý ảnh và cơ sở dữ liệu sẽ tự động phát hiện và ghi nhận các tình huống vi phạm Luật Giao thông nhằm tăng cường giám sát, phát hiện và xử lý kịp thời các vi phạm, hạn chế tai nạn và nâng cao ý thức chấp hành Luật Giao thông.

Cấu trúc hệ thống giám sát giao thông ứng dụng công nghệ xử lý ảnh

Mỗi thành phần của hệ thống giám sát giao thông ứng dụng công nghệ xử lý ảnh đều có những nhiệm vụ cụ thể. Camera quan sát có nhiệm vụ ghi lại hình ảnh quá trình giao thông sau đó truyền theo thời gian thực về trung tâm điều hành. Camera giám sát được lắp đặt ở độ cao khoảng 12m trở lên, vùng quan sát tối thiểu dài 30m.

Hình ảnh của camera này được xử lý để xác định tốc độ và quỹ đạo của từng xe trong dòng giao. Camera chụp hình có nhiệm vụ ghi lại hình ảnh của xe vi phạm làm căn cứ cho việc xử lý tài xế sau này. Camera này được lắp ở độ cao 5m, ngược với hướng chuyển động của xe, vị trí và thời điểm ghi hình của nó được điều khiển bằng phần mềm giám sát.

Để truyền tín hiệu video chất lượng cao cần mạng truyền thông có băng thông lớn, ngoài ra khoảng cách từ vị trí đặt camera về trung tâm thường rất xa nên cáp quang là phương tiện truyền dẫn phù hợp nhất để kết nối camera và các hệ thống tại trung tâm. Số lượng camera được kết nối với trung tâm thường rất nhiều nên cần một hệ thống lưu trữ có dung lượng ổ đĩa cứng lớn, ngoài ra còn cần đến các thiết bị lưu trữ dự phòng ra băng từ, đĩa quang… Hệ thống chuyển mạch hoạt động ở tốc độ cao, thuận tiện cho người sử dụng. Các màn hình lớn có thể đồng thời hiển thị hình ảnh từ nhiều camera.

Cơ sở dữ liệu dùng lưu các số liệu về hệ thống giao thông trong đó có kết quả của phần mềm xử lý ảnh. Các số liệu này sẽ được sử dụng cho các chức năng điều khiển, điều hành và giám sát giao thông.

Phần mềm giám sát giao thông bằng xử lý ảnh (TrafficSP) có nhiệm vụ tính toán tốc độ và quỹ đạo các xe chạy qua vùng quan sát. Trên cơ sở đó phát hiện các xe vi phạm Luật Giao thông và cung cấp thông tin về vị trí của chúng trong vùng giám sát, giúp điều khiển camera chụp hình ghi được hình ảnh rõ ràng của xe vi phạm đồng thời cảnh báo người điều hành, ghi nhận lưu trữ, xử lý thông tin về các tình huống vi phạm luật.

Các Module trong phần mềm xử lý ảnh

Module thu nhận ảnh và tiền xử lý ảnh được hoạt động như sau: Video giao thông truyền từ camera giám sát về Video Server qua mạng cáp quang, từ đây hình ảnh được chuyển tiếp đến các thành phần lưu trữ, hiển thị và phần mềm xử lý ảnh qua mạng cục bộ. Module tiền xử lý thực hiện các phép lọc ảnh và chuyển đổi cần thiết để nâng cao chất lượng của ảnh và đưa ảnh về định dạng thuận lợi cho các phép xử lý tiếp theo.

Module khởi tạo và cập nhật ảnh nền nhằm xử lý ảnh chụp quá trình giao thông. Module này có nhiệm vụ xử lý được ảnh nền (background) và ảnh tiền cảnh (foceground) để phản ánh chính xác được ảnh của xe đang lưu thông. Phần mềm xử lý ảnh còn có Module phát hiện chuyển động có nhiệm vụ xác định có hay không các đối tượng chuyển động trong một khung hình, sau đó tách ảnh đối tượng chuyển động khỏi ảnh nền và Module phát hiện, phân loại, ghi nhận các tình huống vi phạm Luật Giao thông.

Kết quả thử nghiệm hệ thống khá tốt

Th.S Đặng Quang Thạch, Bộ môn Điều khiển học, khoa Điện – Điện tử Trường ĐH GTVT, đồng tác giả công trình nghiên cứu đề tài này cho biết: Giải pháp sử dụng hệ thống giám sát giao thông ứng dụng công nghệ xử lý ảnh đã được xây dựng và thử nghiệm trong khuôn khổ đề tài KHCN cấp Nhà nước, do Trường Đại học GTVT chủ trì.

Th.S Đặng Quang Thạch cũng cho biết thêm: Hệ thống này hiện đang được thử tại km192+422 đường cao tốc Pháp Vân. Trong điều kiện ánh sáng ban ngày và lưu lượng giao thông bình thường, hệ thống cho kết quả khá tốt. Để đánh giá sai số chức năng phát hiện xe chuyển làn trái phép, kết quả tính toán bằng máy được so sánh với kết quả quan sát bằng mắt thường, theo cách này, độ chính xác của phần mềm là 97%. Kết quả phát hiện xe chạy tốc độ được so sánh với súng bắn tốc độ theo nguyên lý Rada, sai số của phần mềm so với súng là 5%