智慧交通是智慧城市的基本組成部分之一。數(shù)字技術(shù)與實(shí)體交通基礎(chǔ)設(shè)施的融合將改變?nèi)藗冊(cè)诔鞘械纳?、工作和出行方式。自?dòng)駕駛汽車(chē)、物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)分析和更多技術(shù)的使用將使城市居民出行更安全、更便宜、更快捷。

城市空間中的出行和通信網(wǎng)絡(luò)使任何城市都能順利運(yùn)行。在其中添加智慧交通元素將使城市更加高效、宜居和可持續(xù)。計(jì)算機(jī)視覺(jué)有望在多種智慧交通應(yīng)用中發(fā)揮關(guān)鍵作用，如從自動(dòng)駕駛汽車(chē)和交通流量分析，到停車(chē)位管理和路況監(jiān)測(cè)等等。

探索計(jì)算機(jī)視覺(jué)在智能交通中的影響

智慧交通依賴于以圖像、視頻、音頻文件、基于文本的信息、GPS 和 GIS 數(shù)據(jù)、物聯(lián)網(wǎng)傳感器數(shù)據(jù)和其他形式的數(shù)據(jù)形式處理大量信息的數(shù)字系統(tǒng)。需要機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)處理這些原始信息，并將其轉(zhuǎn)化為可操作的見(jiàn)解，供城市規(guī)劃?rùn)C(jī)構(gòu)制定有效的智慧城市政策。這些技術(shù)也是自動(dòng)駕駛汽車(chē)、智慧交通管理、智慧機(jī)場(chǎng)視頻監(jiān)控和自動(dòng)停車(chē)系統(tǒng)等復(fù)雜應(yīng)用背后的驅(qū)動(dòng)力。

一、改善道路安全

根據(jù)世界衛(wèi)生組織 (WHO) 的統(tǒng)計(jì)，每年約有 130 萬(wàn)人死于道路交通事故。交通事故的一些主要原因是超速、酒后駕駛、未佩戴頭盔和安全帶等安全裝備、分心駕駛和不遵守交通規(guī)則。由此可見(jiàn)，人為錯(cuò)誤是大多數(shù)交通事故的原因。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)可以從這些情況中消除人為因素，從而大大降低發(fā)生事故的概率。自動(dòng)駕駛汽車(chē)將不斷從汽車(chē)、道路和交通信號(hào)燈上的龐大傳感器和攝像頭網(wǎng)絡(luò)收集信息。計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法將分析這些原始數(shù)據(jù)以優(yōu)化道路安全，并實(shí)時(shí)生成關(guān)于碰撞警報(bào)和道路上行人的見(jiàn)解。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)可以動(dòng)態(tài)處理數(shù)據(jù)，并在做出準(zhǔn)確調(diào)整之前檢測(cè)它與行人、其他車(chē)輛、騎自行車(chē)者和道路上潛在危險(xiǎn)的距離有多近。圖像處理算法還將使自動(dòng)駕駛汽車(chē)能夠在光線不足的區(qū)域識(shí)別出移動(dòng)的物體，并在發(fā)生碰撞時(shí)自動(dòng)觸發(fā)安全氣囊和自動(dòng)剎車(chē)。

自動(dòng)駕駛汽車(chē)中將改變道路安全的其他安全技術(shù)包括：

1. 盲點(diǎn)安全監(jiān)控系統(tǒng)
2. 智能速度適應(yīng)系統(tǒng)
3. 夜視系統(tǒng)
4. 路標(biāo)識(shí)別
5. 車(chē)道保持系統(tǒng)

這些應(yīng)用程序依靠計(jì)算機(jī)視覺(jué)和機(jī)器學(xué)習(xí)算法才能正常運(yùn)行。最近，德國(guó)烏爾姆大學(xué)和海爾布隆應(yīng)用科學(xué)大學(xué)合作創(chuàng)建了一個(gè)自學(xué)習(xí)道路預(yù)警系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用傳感器、雷達(dá)和攝像頭數(shù)據(jù)來(lái)識(shí)別移動(dòng)物體并警告駕駛員以防止事故發(fā)生。

二、緩解交通擁堵

智慧交通不僅涉及自動(dòng)駕駛汽車(chē)，還涉及道路網(wǎng)絡(luò)的優(yōu)化。交通擁堵是城市出行時(shí)間增加的最大原因。它會(huì)導(dǎo)致更高的燃料消耗和空氣污染。智慧交通監(jiān)控和管理可以通過(guò)利用計(jì)算機(jī)視覺(jué)來(lái)減少擁堵和燃料消耗來(lái)解決這些問(wèn)題。

智慧交通監(jiān)控系統(tǒng)的第一步是通過(guò)高空和地面攝像頭、GPS、GIS 和射頻設(shè)備收集數(shù)據(jù)。這些數(shù)據(jù)被饋送到計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法中，該算法將檢測(cè)道路上的車(chē)輛，計(jì)算交通密度并將其狀態(tài)傳遞給當(dāng)?shù)氐慕煌刂浦行?。進(jìn)一步分析實(shí)時(shí)道路擁堵數(shù)據(jù)，以將車(chē)輛重新引導(dǎo)到不太擁堵的道路上。在這種情況下，自動(dòng)聯(lián)網(wǎng)車(chē)輛也將作為交通檢測(cè)系統(tǒng)的信息來(lái)源，其攝像頭將實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)發(fā)送到控制中心。

交通中靜止的車(chē)輛浪費(fèi)了大量燃料，加劇了本已很高的空氣污染水平。因此，智慧交通中的計(jì)算機(jī)視覺(jué)可以通過(guò)此類車(chē)輛的對(duì)象檢測(cè)和名稱識(shí)別來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。機(jī)器學(xué)習(xí)算法可以識(shí)別車(chē)輛及其大致油耗。這些知識(shí)將有助于相應(yīng)地調(diào)節(jié)下一個(gè)路口的交通信號(hào)燈，以保持車(chē)輛行駛。

美國(guó)橡樹(shù)嶺國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (ORNL) 的研究人員使用機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)設(shè)計(jì)了一個(gè)系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以讓交通有效地通過(guò)十字路口，并最大限度地減少燃料浪費(fèi)。

三、加強(qiáng)機(jī)場(chǎng)旅客安全

航空旅行也是城市交通的一個(gè)顯著特點(diǎn)。機(jī)場(chǎng)的智慧交通應(yīng)用側(cè)重于乘客安全、機(jī)場(chǎng)人員安全和客戶體驗(yàn)。在繁忙的假期期間，機(jī)場(chǎng)在安全檢查站和值機(jī)柜臺(tái)排起了長(zhǎng)隊(duì)。在這里，配備計(jì)算機(jī)視覺(jué)的攝像頭可以改善隊(duì)列管理。這種攝像頭可以持續(xù)監(jiān)控用戶排隊(duì)，計(jì)算機(jī)視覺(jué)和深度學(xué)習(xí)算法將預(yù)測(cè)何時(shí)需要客戶服務(wù)人員在特定柜臺(tái)，或者是否需要打開(kāi)另一個(gè)窗口。監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)還將用于分析和計(jì)算乘客等待時(shí)間。這些計(jì)算將有助于減少安全檢查中的行李和客戶瓶頸以及裝卸期間的等待時(shí)間。

這些算法甚至能夠進(jìn)行面部識(shí)別來(lái)驗(yàn)證乘客的身份，并授權(quán)他們?cè)跊](méi)有人為干預(yù)的情況下繼續(xù)前進(jìn)。通常，安全人員會(huì)對(duì)機(jī)場(chǎng)攝像機(jī)進(jìn)行物理掃描，以識(shí)別和跟蹤可疑活動(dòng)。機(jī)器學(xué)習(xí)和計(jì)算機(jī)視覺(jué)也將使這一過(guò)程自動(dòng)化，從而加快響應(yīng)時(shí)間并提高機(jī)場(chǎng)安全性。

例如，對(duì)象識(shí)別將用于跟蹤可疑設(shè)備或潛在有害物質(zhì)。面部識(shí)別算法將識(shí)別和跟蹤潛在威脅，而無(wú)需接觸相關(guān)人員或影響其他旅行者。

四、設(shè)計(jì)更好的停車(chē)位

當(dāng)城市沒(méi)有特定區(qū)域停車(chē)時(shí)，人們會(huì)在道路上非法停車(chē)，減少車(chē)輛可用的道路空間并造成交通擁堵。人們還花費(fèi)大量時(shí)間開(kāi)車(chē)尋找合適的停車(chē)位，造成時(shí)間和燃料的浪費(fèi)。智能交通可以通過(guò)收集有關(guān)車(chē)輛移動(dòng)、停車(chē)位置、非法停車(chē)位、專用交付區(qū)、叫車(chē)區(qū)域、行人交通和車(chē)輛活動(dòng)增加時(shí)期的關(guān)鍵信息來(lái)解決這個(gè)問(wèn)題。這些數(shù)據(jù)大部分是圖像和視頻的形式，因此需要計(jì)算機(jī)視覺(jué)算法來(lái)處理這些數(shù)據(jù)，并為城市規(guī)劃者設(shè)計(jì)停車(chē)政策提供見(jiàn)解。

通過(guò)智能交通優(yōu)化停車(chē)可減少用戶尋找停車(chē)位的時(shí)間，從而減少交通延誤。對(duì)停車(chē)位的實(shí)時(shí)監(jiān)控可用于指導(dǎo)司機(jī)開(kāi)放停車(chē)位。實(shí)時(shí)停車(chē)可用性功能可以幫助送貨車(chē)隊(duì)提高路線效率，因?yàn)樗拓浐献骰锇椴槐卦诼愤呁＼?chē)。此應(yīng)用程序?qū)⒐?jié)省送貨公司支付路邊停車(chē)罰款的費(fèi)用。

沒(méi)有計(jì)算機(jī)視覺(jué)、人工智能和物聯(lián)網(wǎng)，就無(wú)法建設(shè)智慧交通系統(tǒng)，從而構(gòu)建智慧城市。計(jì)算機(jī)視覺(jué)驅(qū)動(dòng)的系統(tǒng)構(gòu)成了智慧城市計(jì)劃每個(gè)應(yīng)用的支柱。無(wú)論是改善交通狀況、遏制空氣污染、在城市周?chē)踩\(yùn)送乘客還是幫助設(shè)計(jì)更好的城市空間，智慧交通中的計(jì)算機(jī)視覺(jué)都將徹底改變?nèi)藗冊(cè)诔鞘兄械纳?、旅行和工作方式?/p>