Vadītāju mobilo tālruņu ļaunprātīgas izmantošanas identificēšana, izmantojot polarizējošos filtrus un objektu atpazīšanu

Pētnieki Apvienotajā Karalistē ir ierosinājuši ceļmalas sistēmu, lai automatizētu nelegāla mobilo tālruņu lietošanas atklāšanu autovadītāju vidū, izmantojot klasiskos fotooptiskos filtrus un infrasarkano staru uztveršanu. Atkarībā no uztveršanas aprīkojuma kvalitātes reālās pasaules izmēģinājumos sistēma ir uzrādījusi precizitātes līmeni līdz 95.81%.

Viens no pētnieku modeļiem darbībā. Vējstikla laukums vispirms tiek identificēts un izolēts kā uztveršanas zona mobilā tālruņa attēlu meklēšanai ar mākslīgo intelektu. Sistēma ir izstrādāta, lai ignorētu uzstādītos mobilos tālruņus un meklētu ierīces, kuras aktīvi tur vadītājs. Avots: https://www.youtube.com/watch?v=PERIUr3Cxvg

Jūsu darbs IR Klientu apkalpošana pētniecība tiek nosaukts Vadītāja tālruņa lietošanas pārkāpumu identificēšana, izmantojot vismodernāko objektu noteikšanu un izsekošanu, un nāk no Ņūkāslas universitātes Datortehnikas skolas.

Vējstiklu atstarošanas pārvarēšana

Iepriekšējo pieeju mobilo ierīču lietošanas noteikšanai autovadītāju vidū apgrūtināja vējstiklu augstā atstarošanās spēja dienasgaismas stundās, ko pastiprina, kad atspīdumi no lielu mākoņu grupām vēl vairāk aizsedz transportlīdzekļa interjeru. Šādus gadījumus nevar reāli risināt ar infrasarkanās gaismas avotiem, jo ​​IR apgaismojuma daudzums, kas nepieciešams, lai iekļūtu dabiskajā dienasgaismā, būtu resursietilpīgs.

Tāpēc Ņūkāslas pētnieki piedāvā pašu vecāko triku grāmatā (datēts ar 1812. gadu), lai novērstu atspīdumus no uztveramās stikla virsmas – lētu, fizisku. polarizācijas filtrs ko varētu pievienot ceļmalas novērošanas kamerām, kalibrēt vienu reizi un pēc tam nodrošināt skaidru ieskatu transportlīdzekļu salonos.

Augšā nefiltrēts skats uz automašīnas vējstiklu. Zemāk tas pats skats ar fizisku polarizācijas filtru, kas pievienots kamerai. Avots: https://arxiv.org/pdf/2109.02119.pdf

Līdz ar populāro pāreju no specializētām kamerām uz mobilajiem sensoriem, polarizējošā filtra klātbūtne populārajā kultūrā lielā mērā ir samazinājusies līdz tā iekļaušanai saprātīgas kvalitātes saulesbrillēs, kur lietotājs var novērot tā atspulgu iznīcinošās īpašības, sasverot skatu vai mainot brilles. skats uz atstarojošo objektu.

Saules gaismu izkliedē skābekļa un slāpekļa molekulas, un zilā gaisma ir izkliedēta plašāk nekā citi viļņu garumi, padarot zilo krāsu par skaidru debesu dabisko krāsu dienas laikā. Zilā gaisma ir polarizēta, un a lineāra vai apļveida polarizētā lēca var efektīvi novērst šo polarizēto gaismu, novēršot atstarojumus.

Laikraksts atzīst, ka aizkvēpuši vējstikli var traucēt vai pat izjaukt šo ieredzēšanas metodi automašīnā. Tomēr, tā kā tas ir ierobežo Apvienotās Karalistes likumi, jo noteikumi ASV atšķiras atkarībā no valsts, rakstā tas netiek uzskatīts par galveno šķērsli.

Yolo

Dokumentā piedāvāto sistēmu ir paredzēts integrēt pilsoniskajā infrastruktūrā, piemēram, valdības uzstādītajās ceļmalas novērošanas kamerās. Apzinoties iespējamos šķēršļus salīdzinājumā ar izmaksām, pētnieki pārbaudīja dažādas objektu atpazīšanas sistēmas konfigurācijas dažādos uztveršanas aprīkojuma kvalitātes līmeņos un piedāvāja minimālu izmaksu scenāriju, kurā esošajām kamerām varētu pievienot lētus polarizējošos filtrus, kā arī visus citus kameras aspektus. sistēmas tālvadības pults.

Tika pārbaudītas četras objektu atpazīšanas sistēmas: You-Only-Look-Once (Yolo) 3. un 4. versija; SSD bāzes tīkls; Ātrāks R-CNN; Un CenterNet. Testos visprecīzākie rezultāti tika iegūti ar YOLO V3, izmantojot divpakāpju darbplūsmu, kas vispirms lokalizē vējstikla laukumu un pēc tam meklē mobilo ierīci šajā vietā.

Tomēr nepieciešamība palaist video, izmantojot divus tīklus, rada mazāku par optimālo kadru ātrumu 13.15 kadri sekundē, salīdzinot ar tuvāk 30 kadriem sekundē vienkāršākā sistēmā. Rezultātu kvalitāte ir atkarīga no ievades aprīkojuma, un pētnieki atklāja, ka, sadalot ievadi starp zemas klases kamerām un augstākas kvalitātes aprīkojumu, labākajā komplektā bija iespējams sasniegt gandrīz 96% precizitāti, bet lētākajā komplektā - 74.35%. kameras.

Atzīto pārkāpumu ierobežošana

Papildus tam, ka sistēma ir ekonomiski dzīvotspējīga, pētnieki ir norūpējušies par pilnībā automatizētas sistēmas izstrādi ar minimālu nepieciešamo cilvēka uzraudzību, un sistēma ir izstrādāta tā, lai automātiski piešķirtu naudas sodus. Tomēr, tā kā likumi par mobilo tālruņu lietošanu braukšanas laikā kļūst arvien stingrāki visā pasaulē ar sodiem, kas var pārsniegt tikai naudas sodus vai licences punktu atskaitījumus (ti, Apvienotajā Karalistē), šķiet, ka gadījuma cilvēka pārbaude joprojām būs faktors šāda sistēma.

Neraugoties uz optiskās plūsmas un citu metožu izmantošanu, lai ņemtu vērā visu video saturu, objektu atpazīšanas algoritmi, piemēram, YOLO, katru kadru uzskata par “pilnīgu stāstu”, bet nākamo kadru par nākamo projektu. Tāpēc šāda veida sistēmai ir jānovērš (piemēram) 128 atsevišķu naudas sodu uzlikšana, kas aptver 128 pārkāpumu tveršanas video kadrus.

Lai no tā izvairītos, sistēmā ir iekļauts objektu izsekošanas algoritms Dziļi KĀRTOT, kas katram pārkāpuma atpazīšanai pievieno unikālu “incidenta ID” un nodrošina, ka ID netiek dublēts kadros vienā tveršanas secībā.

Nakts novērošanas nodrošināšana

Nakts apstākļos pētnieki pēc noklusējuma izmanto infrasarkano staru uztveršanu, kā tas tika izmantots iepriekšējos pētniecības projektos, kuros tika pētīta tā pati problēma. Viņi pārbaudīja IR viļņu garumus 850 un 730 nanometri un atklāja, ka labākās detaļas tika uztvertas ar 730 nm.

Rakstā apgalvots, ka ir nepieciešama turpmāka izmeklēšana, lai noteiktu, cik lielā mērā dienas apstākļos var izmantot infrasarkano staru uztveršanu.

Datums

Ekonomiskākai sistēmas vienpakāpes versijai pētnieki izmantoja 2,235 numura zīmju attēlus no Google atvērto attēlu datu kopa, un 2150 krājuma un pēc pasūtījuma izgatavoti mobilo tālruņu attēli. Tā kā bija nepieciešams iekļaut attēlus ar tālruņiem, kurus turēja vadītāji, 1,700 tālruņu attēli tika uzņemti speciāli projektam.

Divpakāpju sistēmai papildus datiem, ko izmantoja vienpakāpes procesā, bija nepieciešams anotēt 487 vējstiklus, ko izmantoja procesa pirmā posma apmācībai.

Tā kā oficiālajai ceļu uzraudzības infrastruktūrai nebija piekļuves, visus attēlus uzņēma brīvprātīgie, lai aptuveni līdzīgos apstākļos.

Kompromisi

Galīgie rezultāti piedāvā virkni precizitātes standartu, kas būtu jāsamazina ar ieviešanas izmaksām, ar izcilu uztveršanas aprīkojumu un apstrādes rezultātiem, kas nodrošina vislielāko precizitāti un, iespējams, “pieņemamu” precizitāti, ko var iegūt, lēti modernizējot esošās pilsētas novērošanas iekārtas. .

Lētāks, "vienpakāpes" cauruļvads nodrošina gandrīz 75% precizitāti ar viszemākajām ieviešanas izmaksām (ti, lēta polarizācijas filtra uzstādīšana), savukārt sarežģītākā divpakāpju sistēma (kas izolē vējstikla zonu, pirms tiek meklēts mobilā ierīce, kas atrodas vadītāja rokās), sasniedz augstākus precizitātes rādītājus, taču atkarībā no pieejamā budžeta var būt piemērota tikai jaunai infrastruktūrai. Abos gadījumos uztveršanas aprīkojuma kvalitāte ir papildu mainīgais lielums.

Kā minēts iepriekš, šķiet, ka pētnieku priekšstatu par projekta dzīvotspēju nosaka pieņēmums, ka sistēmai jādarbojas pilnīgi autonomi, kas ir apšaubāma prasība.

Lai iegūtu sīkāku informāciju par ieviešanu un izmantotajām pieejām, skatiet tālāk redzamo projekta oficiālo videoklipu.