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Verkehrsanalyse mit Videoanalyse

Mit dem Vormarsch multimodaler Verkehrskonzepte und dem sich abzeichnenden autonomen Fahren verändert sich das Mobilitätsverhalten der Menschen derzeit schneller als je zuvor.

Veröffentlicht

June 15, 2021

Verkehrsanalyse mit Videoanalyse

Globalisierung, Urbanisierung und Online-Handel sind Faktoren, die langfristig den zunehmenden inter- und innerstädtischen Verkehr weiter vorantreiben. Angesichts der Tatsache, dass multimodale Verkehrskonzepte an Bedeutung gewinnen und sich autonomes Fahren abzeichnet, ändert sich das Mobilitätsverhalten der Menschen derzeit schneller als je zuvor.

Die Verkehrsanalyse ist ein wesentlicher Bestandteil aller Infrastrukturprojekte, ihrer Planung und Bewertung. Mithilfe von Verkehrsanalysen in Echtzeit können intelligente Verkehrssysteme implementiert werden, um Staus, Luftverschmutzung und Unfälle zu reduzieren.

Datenquellen für Verkehrsanalysen

Für Verkehrsanalysen können verschiedene Datenquellen in Betracht gezogen werden. Je nach Zielsetzung sind unterschiedliche Quellen besser oder schlechter geeignet. Bei der Umsetzung sollten nicht nur die Qualität, sondern auch die Kosten der Datenerhebung berücksichtigt werden. Isarsoft ist darauf spezialisiert, Informationen aus Kamerabildern oder Videos zu extrahieren.

Manuelles Zählen

Manuelles Zählen wird auch in Industrieländern immer noch verwendet. Die damit verbundenen Personalkosten machen die Umsetzung in größeren Projekten über längere Projektzeiträume jedoch schnell unwirtschaftlich.

Lidar-, Radar- und Induktionsschleifen

Lidar-, Radar- und Induktionsschleifen werden häufig in Verkehrsanwendungen verwendet. Lidar basiert auf Laserstrahlen, während Radar Funkwellen verwendet, um die Geschwindigkeit des Verkehrs zu erkennen und zu messen. Induktionsschleifen können Fahrzeuge durch Induktion erkennen.

Mobilfunk- und Fahrzeugstandortdaten

Standortdaten und Bewegungsprofile von Mobiltelefonen (Floating Phone Data) und Fahrzeugen (Floating Car Data) sind von verschiedenen Anbietern im Handel erhältlich. Die Auflösung der Daten hängt von der Erfassungsmethode ab. Wenn die Standortdaten mithilfe der GPS-Ortung erfasst werden, liegt die Genauigkeit innerhalb von Metern. Wenn der Standort auf der nächstgelegenen Netzwerkantenne basiert, kann die Genauigkeit im Kilometerbereich liegen. Der Hauptvorteil des Mobilfunk-Trackings besteht darin, dass die Verkehrsroute einzelner Fahrten analysiert werden kann. Dies bedeutet, dass der Ursprung, das Ziel und die Route für jede Fahrt bekannt sind.

Satellitenbilder

Satellitenbilder mit sehr hoher Auflösung können zur Analyse großer geografischer Gebiete verwendet werden. Zu den Satellitenbildern gehören Straßenmarkierungen, Bürgersteige, Fahrzeuge und kleinere Bauwerke. Daten von Satelliten eignen sich nicht für Echtzeitsysteme, sondern eher für die Analyse langfristiger Trends.

Das folgende Bild stammt aus dem HRO-Datensatz unter gis.utah.gov und zeigt einen städtischen Gebäudekomplex.

Drohnen und Luftaufnahmen

Drohnen oder Leichtflugzeuge können für temporäre Verkehrsanalysen eingesetzt werden. Drohnen sind praktisch, um schnell eine Momentaufnahme des Verkehrsflusses über einen begrenzten Zeitraum zu erhalten. Der Einsatz von Drohnen ist jedoch gesetzlich streng geregelt. Leichtflugzeuge können im Gegensatz zu Drohnen Informationen über eine größere Fläche erfassen.

Dashcams und Fahrzeugkameras

Viele moderne Autos haben integrierte Front- und Heckkameras. Diese Kameras werden normalerweise für Fahrerassistenzsysteme verwendet, können aber auch zur Analyse des Verkehrs und der Straßenbedingungen verwendet werden.

Kameras zur Verkehrsbeobachtung

Verkehrsüberwachungskameras überwachen den Verkehrsfluss und eignen sich sowohl zur Verkehrsanalyse als auch zur intelligenten Verkehrssteuerung. Einige Verkehrskameras sind öffentlich zugänglich, um die Reise- und Routenplanung zu vereinfachen. Der folgende Link listet die Verkehrsüberwachungskameras in Bayern auf: bayerninfo.de.

Verkehrsüberwachungskameras können gesetzlich vorgeschrieben sein. In Deutschland ist dies beispielsweise bei Tunneln ab einer bestimmten Länge der Fall.

Autobahnen sind oft mit einer Vielzahl von Sensoren ausgestattet, um die Verkehrssicherheit zu erhöhen. Im Straßenbau werden während der Bauphase häufig zusätzliche Kameras installiert, da das Risiko von Staus und Unfällen erhöht ist.

Anwendungen

Multimodale Stadtplanung

Die Planung von städtischen Infrastrukturprojekten wie Kreuzungen oder Kreisverkehren erfordert genaue Daten über das zu erwartende Verkehrsaufkommen. Kamerasysteme können zu vergleichsweise niedrigen Kosten Einblicke in multimodale Verkehrsflüsse geben. Das folgende Bild zeigt die Analyse eines Kreisverkehrs mithilfe von Drohnenvideos. Die gelben Linien veranschaulichen die Ein- und Ausfahrten zum Kreisverkehr. Durch die Analyse der Beziehung zwischen Quelle und Ausgang in einer Tabelle können die wichtigsten Flussrichtungen einfach analysiert werden.

Einer der großen Vorteile der Videoanalyse besteht darin, dass verschiedene Objekte in den Videostreams erkannt werden können. Isarsoft ist auf multimodale Verkehrsanalysen spezialisiert und bietet Einblicke in den Verkehr verschiedener Kategorien, wie zum Beispiel:

  1. Fußgänger
  2. Radfahrer
  3. Roller
  4. Motorräder
  5. Fahrzeuge (klein, mittel, groß)
  6. Busse
  7. LKWs

Moderne Algorithmen sind extrem robust für verschiedene Kamerawinkel. Das folgende Bild zeigt den multimodalen Verkehr aus einer Perspektive von oben nach unten. Bei Kameras, die an Ampeln montiert sind, ist die Perspektive oft horizontaler. Wenn Position und Ausrichtung der Kamera bekannt sind, kann die Verkehrsgeschwindigkeit von der Analysesoftware bestimmt werden, ohne teure Tiefensensoren zu verwenden.

Straßen- und Infrastrukturplanung

Straßen- und Infrastrukturprojekte müssen sorgfältig geplant und bewertet werden, um dem zukünftigen Verkehrsaufkommen Rechnung zu tragen. Automatisierte Verkehrsmessungen verbessern die Vorhersagefähigkeit jedes Verkehrsmodells, da größere Zeiträume erfasst werden können. Das folgende Video zeigt, wie Verkehrsanalysen auf Autobahnen mithilfe von Überwachungskameras durchgeführt werden können. Das System erkennt Fahrzeuge wie Autos oder Lastwagen, die sich auf der Autobahn in beide Richtungen bewegen. Die schwarze gestrichelte horizontale Linie im Bild veranschaulicht die Zähllinie.

Jetzt ansehen unter: https://www.youtube.com/watch?v=luxaGPxBVPo

Automatisierte Inspektion von Straßenqualität, Sicherheit und Vegetation

Dashcams können verwendet werden, um den Straßenzustand automatisch zu analysieren. Zu den interessanten Objekten, die mit fortschrittlicher Videoanalyse erkannt werden können, gehören Schlaglöcher, Verkehrszeichen und der Vegetationszustand. Nutzfahrzeuge wie Müllwagen können mit solchen Systemen ausgestattet werden, um Informationen aus der ganzen Stadt zu sammeln. Um den entsprechenden Straßenstatus abzubilden, sind Dashcams mit einer GPS-Ortung ausgestattet.

Intelligente Verkehrssysteme und Smart City

Intelligente Verkehrssysteme, auf Deutsch oft als Smart-City-Systeme bezeichnet, verbessern die Verkehrssituation in Bezug auf Verkehrssicherheit, Komfort und Emissionen. Intelligente Verkehrssysteme bestehen aus Sensor-, Logik- und Aktionskomponenten. Ein Beispiel könnte ein Netzwerk aus Verkehrskameras, einem Server und Ampeln sein. In einem solchen Szenario sind Kameras die Sensoren, die zur Erfassung des Systems verwendet werden. Auf dem Server läuft eine Software zur Bildverarbeitung und Verkehrsoptimierung und steuert die Ampeln, die die Akteure sind.

Vision Zero | Unfallverhütung

Die Initiative Vision Zero der Europäischen Union zielt darauf ab, tödliche Verkehrsunfälle auf europäischen Straßen zu reduzieren. Während Unfallstatistiken dabei helfen, gefährliche Orte zu identifizieren, können intelligente Verkehrssysteme wie Echtzeit-Videoanalysesysteme die Fahrer mit Signalen warnen, um Unfälle zu verhindern. Autobahnen verfügen oft bereits über einstellbare Geschwindigkeitsbegrenzungen, um den Verkehr im Falle eines Unfalls zu verlangsamen. Das Verkehrsleitsystem kann entweder direkt über Signale oder indirekt über das Auto mit den Fahrern kommunizieren. Letzteres ist auch als Car2X bekannt. Es wird erwartet, dass die Entwicklung autonom fahrender Autos die Zahl der Verkehrsunfälle weiter reduzieren wird.

Parkmanagement- und Parkleitsysteme

Die Suche nach einem Parkplatz kann einige Zeit in Anspruch nehmen. Indem Städte die Belegung von Parkplätzen mit Kameras messen, können sie den Verkehr zum nächstgelegenen verfügbaren Parkplatz lenken. Dies verkürzt die Fahrten, reduziert die CO2-Emissionen und den Gesamtverkehr.

Verkehrsleitsysteme in Echtzeit

An Ampeln angebrachte Kameras informieren über die Länge der Warteschlange, die Verkehrsgeschwindigkeit und die Fahrzeugklassen. Je nach Verkehr steuert ein intelligenter Algorithmus die Ampeln, um den Durchsatz zu optimieren und Staus zu reduzieren. Wird ein solches System an mehreren Kreuzungen installiert, kann der Verkehrsfluss kreuzungsübergreifend optimiert werden.

Erkennung von Nummernschildern

Die Mauterhebung kann durch die Kennzeichenerkennung beschleunigt werden. Die Kennzeichenerkennung kann auch verwendet werden, um Fahrzeuge eindeutig zu identifizieren und neu zu identifizieren, um Verkehrsflussprofile für größere Gebiete zu erstellen. Gemäß einem datenschutzfreundlichen Ansatz sollte modernste Verschlüsselung zur Anonymisierung von Nummernschildern verwendet werden.

Isarsoft-Lösungen

Intelligente Kameras

Zusammen mit unseren Kamerapartnern entwickeln wir intelligente Kameras für die Verkehrsanalyse. Sie können ausschließlich zum Zweck der Datenerfassung für die Verkehrsanalyse oder in größeren ITS-Systemen verwendet werden, beispielsweise zur Optimierung des Verkehrsflusses.

Edge-, On-Premise- und Cloud-Videoanalysen

Isarsoft-Systeme können am Edge als eingebettete Systeme, vor Ort in einem Rechenzentrum oder in der Cloud eingesetzt werden. Für alle Anwendungsfälle bietet das Isarsoft Video Analytics-Dashboard Benutzern eine Ein-Klick-Konfiguration und Datenzugriffsschnittstelle.

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Mit Isarsoft Perception werden Ihre Kamerasysteme Teil Ihrer Business Intelligence. Ganz gleich, ob das Ziel darin besteht, die Effizienz, Kundenzufriedenheit oder Sicherheit zu steigern, Isarsoft Perception liefert die Erkenntnisse, die für fundierte Entscheidungen erforderlich sind.

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