В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
|
ТРАНСПОРТ
СИСТЕМЫ ДОСМОТРА
МАШИННОЕ ЗРЕНИЕ
|
Досмотр днища транспорта: проблемы и решения |
Важность досмотра днища транспорта на контрольно-пропускных пунктах трудно переоценить, поскольку именно оно является одним из самых "излюбленных" мест закладки взрывчатки злоумышленниками. И это не случайно – подобный способ позволяет работать с различными технологиями подрыва и получать максимальный результат при минимальной мощности. Любой транспорт является комплексом из металла, электроники, органических и синтетических материалов, которые легко становятся дополнительными источниками поражения при взрыве.
В реальной жизни существуют три основные проблемы досмотра днища транспорта (первые две из них характерны для любых видов досмотра):
Для решения этих вопросов к настоящему времени создано достаточно много технологий, перечислим в порядке начала времени их применения:
Исторически раньше всех появились три первые технологии: досмотровые ямы, зеркала и камеры (рис. 1). На самом деле они не решают ни одной из указанных выше проблем досмотра и лишь только несколько упрощают работу сотрудников служб охраны; транспорт приходится надолго останавливать, и роль человеческого фактора в эффективности подобного досмотра крайне велика.
Ситуация несколько улучшилась с появлением систем на основе трансляции видеоизображения днища (рис. 2), представляющих собой несколько камер, смонтированных на специальной платформе, которые одновременно передают на монитор изображения различных секторов днища очень медленно проезжающего над ними автомобиля.
Однако и при таком подходе главным слабым звеном остается оператор, более того, теперь ему приходится наблюдать одновременно за несколькими камерами.
На самом деле всерьез к решению вышеуказанных проблем человечество подобралось только с пришествием на помощь глазам человека компьютерных технологий машинного зрения, которые как по скорости работы, так и по "зоркости" существенно выигрывают у человеческих глаз.
Главным элементом любой системы досмотра днища на основе двух последних технологий является специальный сканер, монтируемый либо непосредственно в дорожное полотно (наиболее популярный стационарный вариант), либо устанавливаемый и закрепляемый поверх дорожного покрытия (мобильный вариант). Сканер состоит из механической конструкции, позволяющей выдерживать вес автомобиля, системы подсветки, автоматически включаемой при досмотре, а также той или иной системы получения видеоизображения. Как правило, такие системы досмотра днища не требуют остановки транспорта, допускается скорость движения до 30 км/ч.
В технологии линейного сканирования (рис. 3) изображение, как правило, получается с применением линейной (строчной) камеры высокого разрешения. Линейная камера считывает данные изображения построчно. Это означает, что изображение захватывается камерой не как единое целое, а строка за строкой.
Такая непрерывная манера съемки позволяет осуществлять автоматизированный оптический контроль объектов большой длины. У этого метода получения изображения есть важное достоинство для реальных условий эксплуатации – маленький размер смотрового окна, но и есть большой недостаток – он может пропускать часть изображения, если изменение скорости движения транспорта и сканирование не синхронны.
Подобного недостатка лишены сканеры на основе технологии сканирования по площади. В ней используются матричные камеры высокого разрешения, однако число конкретных схем реализации велико. Все их можно объединить в три группы:
Сканеры третьей группы в последнее время все чаще стали появляться на рынке в силу развития и удешевления цифровых камер, однако они обладают одним существенным недостатком: в реальных условиях эксплуатации трудно добиться точной синхронизации и одинаковых условий освещенности для всех камер. А это приводит к тому, что общее восстановленное изображение может быть не очень высокого качества. Сканеры второй группы достаточно скупо представлены на практике из-за необходимости обеспечить высокую степень равномерности движения камеры (причем во время всего срока службы), а также они имеют очень большое смотровое окно, что создает существенные проблемы при эксплуатации (попадание грязи, снега, реагентов и т.д.)
Сканеры первой группы (именно этот вариант показан на рис. 4) имеют систему зеркал, которые позволяют камере с высоким разрешением делать два снимка днища под углом примерно под 60 град. по и против направления движения транспорта, что дает возможность при восстановлении общего вида обнаруживать предметы, скрытые деталями шасси при проекции снизу.
Они лишены основных недостатков упомянутых выше групп, поскольку камера одна и она неподвижна, нет проблем с синхронизацией, смотровое стекло представляет из себя две узкие щели – нет проблем при эксплуатации. По сути, единственным недостатком этой группы является сложность разработки и производства такого сканера, так как система зеркал должна быть не только высокого качества, но и иметь крайне надежную конструкцию, поскольку устройство используется далеко не в лабораторных условиях.
Теперь, обсудив способы снятия первичных "отпечатков" днища транспорта, перейдем к их цифровой обработке и хранению. Очевидно, что использование как технологии линейного сканирования, так и сканирования по площади предусматривает последующую программную обработку на компьютере. При минимальном функционале она нужна хотя бы для восстановления общего изображения днища из отдельных "отпечатков". Здесь важно, насколько удачный алгоритм "сшивания" применяется, в частности, удаляет ли он полностью эффект от неравномерности движения транспорта.
Полученное восстановленное изображение выводится на экран оператора (рис. 5), который может внимательно его рассмотреть, а если надо, то путем
программного увеличения рассмотреть более внимательно отдельные фрагменты. Разумеется, современный уровень развития цифровых технологий машинного зрения позволяет дополнительно облегчить труд оператора: многие системы автоматически определяют и указывают оператору на новые элементы (на рис. 5 программа обвела их красными кругами, а внизу отображено тестовое изображение), которых нет на исходном изображении днища транспорта из базы данных.
На этом этапе цифровой обработки важны совершенство алгоритма сравнения (влияющее на точность и скорость его работы), а также способ поиска исходного днища в базе данных (особенно если она достаточно большая). Подавляющее большинство систем, существующих сегодня, решают эту проблему путем считывания регистрационного номера транспорта отдельно установленной камерой и распознавания отдельным приложением, далее работает "жесткая" связь: исходное днище – регистрационный номер. Поэтому будьте добры его предъявить, иначе автоматическое сравнение будет невозможно! И хотя чтение и фиксация регистрационного номера всегда полезны с точки зрения контроля проезда, подобный алгоритм поиска имеет три основных недостатка:
Для исключения этих проблем отдельные системы умеют искать тестовое изображение днища без использования регистрационного номера, просто сравнивая актуальное изображение с присутствующими в базе данных. Скорость работы здесь обеспечивается путем применения инновационных алгоритмов на основе нейронных сетей, приблизительно как при идентификации по лицу. На основе подобных систем можно работать и в открытом потоке – путем заполнения базы данных исходными изображениями днищ автомобилей наиболее часто встречающихся моделей и марок. Конечно, результат работы в этом случае не будет 100%, но процедуру досмотра ускорит и упростит.
Напоследок отметим, что хотя большинство систем досмотра днища предназначено для автотранспорта, однако существуют версии исполнения и для железнодорожных вагонов (рис. 6).
Опубликовано: Каталог "СКУД. Антитерроризм"-2017
Посещений: 7043
Автор
| |||
В рубрику "Системы контроля и управления доступом (СКУД)" | К списку рубрик | К списку авторов | К списку публикаций
