Registrare un video per DataFromSky

Questa pagina vi spiega tutti i possibili aspetti riguardanti la registrazione video per DataFromSky. Se leggendo ti accorgi che manca qualcosa, o hai ulteriori domande alle quali non trovi risposta, non esitare a contattarci e chiedere!

1. 1. Questioni giuridiche e normative

Anche se DataFromSky ha la sua sede in Repubblica Ceca (EU), i siti nei quali i video di traffico di DataFromSky vengono registrati sono sparsi in tutto il mondo. Per questo motivo, DataFromSky dipende in gran parte dai suoi Partner e collaboratori, sui quali fa affidamento per il rispetto delle leggi e delle regolamentazioni vigenti nell’area di registrazione dei video. Queste fanno in genere riferimento alla massima altezza di volo, alla distanza minima dalle aree urbane e dalle strade, connessioni, permessi di volo, ecc. che spesso possono entrare in conflitto con altre necessità operative che verranno delineate in seguito.


unidentifiable pixelated cars

1.1 1.1. Informazioni personali

DataFromSky analizza le dettagliate informazioni di movimento dei singoli veicoli, e associa alcune caratteristiche prescelte per fornire una complessiva visione statistica del comportamento veicolare.

Stando alle conoscenze di cui disponiamo, DataFromSky è incapace di identificare i singoli veicoli o i relativi conducenti, e non archivia alcuna informazione personale. I veicoli sono osservati dall’alto, ad una distanza dalla quale, con la risoluzione d’immagine di cui disponiamo, risulta impossibile qualunque ipotetica lettura delle targhe o riconoscimento di persona (come dimostra l’immagine a destra). I veicoli muniti di segni distintivi, scritte/loghi, caratteristiche particolari, ecc. potrebbero essere identificati solo se la sagoma del veicolo fosse riconosciuta da una fonte differente rispetto al video di DataFromSky.

2. 2. Considerazioni sul volo e sulla videocamera

Le seguenti considerazioni sono state sviluppate con riferimento ad un drone ad ali rotanti, ma la maggior parte delle linee guida è applicabile a qualunque metodo di raccolta dati:

  1. An ideal video for analysis by DataFromSky is exactly top-down. Since that is almost never achievable, the angle under which vehicles are machine-recognizable is currently about 30°. This figure relates to angle between camera axis and ground – the angle for distant corners of field of view will always be greater, of course.

  2. Il video ideale per un indagine con DataFromSky avviene con una linea di visione esattamente verticale. Dal momento che questo non è quasi mai realizzabile, l’angolo sotto il quale i veicoli sono ancora riconoscibili come automezzi è 30°. Con questo si intende l’angolo compreso tra l’asse della camera e il terreno – l’angolo rispetto agli angoli del campo di visuale sarà sempre superiore, ovviamente.

  3. DataFromSky applica essa stessa alcune stabilizzazioni ottiche, che consentono di non avvertire, o almeno rendere tollerabili, le normali oscillazioni del drone per effetto del vento. Le Gimbal (o sospensioni cardaniche), o strumenti simili, possono ulteriormente aiutare. L’intera area di analisi deve comunque sempre rimanere completamente all’interno del campo visivo.

  4. La principale restrizione del video di DataFromSky è la dimensione di ciascun veicolo in pixel. Questa conta un minimo di 16 pixel, che dipendono dalla risoluzione del sensore, dall’altezza di volo e dalle lenti. In generale, registrando un video da 100-150m (300-500 piedi) si garantisce un buon compromesso tra la chiarezza del video e l’area rilevata.

  5. La camera deve essere puntata lontano dal sole, in modo da evitare possibili bagliori o variazioni dell’esposizione. Un’intensa luce solare potrebbe anche essere causa di riflessi sui veicoli – sarebbe opportuno evitarlo, poiché il riflesso può interferire con la stabilizzazione del video. In linea generale, una copertura nuvolosa con illuminazione naturale soffusa monodirezionale è la migliore.

  6. Le condizioni metereologiche possono influenzare direttamente la visibilità, e quindi la qualità del video. Abitualmente, far volare un drone in condizioni di scarsa visibilità è considerato un rischio, quindi è bene evitare tali situazioni.

  7. La variazione di posizione della camera del drone durante le riprese è un’operazione possibile, almeno finché la totalità dell’area di analisi rimane coperta. L’impiego di un drone ad ala fissa sul sito d’indagine è un’altra possibile soluzione, purché tutte le altre condizioni rimangano comunque rispettate (in particolare l’occlusione).

  8. Gli edifici elevati, sporgenti all’interno del campo visivo, possono coprire alcune zone e quindi drasticamente ridurre la reale visibilità. Le stesse considerazioni valgono per la presenza di alberi, a volte disposti a lato della strada.

3. Calibrazione della videocamera

Al fine di generare un preciso modello della scena da analizzare, DataFromSky ha necessità di sapere come convertire l’immagine della videocamera in una superficie con forme reali. Il primo passo di questo processo riguarda la correzione della distorsione ottica causata dallo stesso sistema d’immagine, per il quale un immagine corrisponde ad una proiezione riportata su un’ipotetica superficie piana.

Ci sono numerose tipologie di distorsione dovute alle lenti, di differenti grandezze. In genere, le tipologie di distorsione con gli effetti maggiori nelle videocamere disponibili in commercio riguardano tutti gli apparecchi di quel modello, e quindi in molti casi sarà sufficiente conoscere la tipologia della camera per correggere l’errore. Nel caso in cui la videocamere non ricada in una classe di dispositivi dei quali è nota la distorsione, si ritiene però necessaria una procedura di calibrazione.

Bisogna fare attenzione che la distorsione è costante per qualunque camera solo se dal sistema ottico è stato disattivata la funzione zoom! Qualunque camera con un zoom automatico o adattivo non può essere calibrato, a meno che la distorsione sia conosciuta per un sufficiente numero di condizioni della camera, e che questa informazione sia in qualche modo registrata insieme al video.

Nota: la variazione della risoluzione dell’immagine non necessita di una nuova calibrazione completa, ma è richiesto un ricalcolo dei parametri di distorsione.

3.1. Procedura di calibrazione

Per calibrare una camera, sono necessari i seguenti passi:

  1. Stampare questo schema a scacchiera su di un foglio di carta, in modo che le dimensioni delle celle quadrate rimangano tali, e che non subiscano adattamenti o distorsioni durante la stampa.

  2. Misurarne le dimensioni.

  3. Stendere il foglio su una superficie rigida, in modo che sia completamente piatto.

  4. Posizionare la camera da calibrare in modo che sia perpendicolare allo schema di prova stampato, e mirare nel suo punto centrale, da una distanza nota.

  5. Registrare un breve filmato video dello schema di prova, alla migliore risoluzione possibile. (See also an example of the video.)

  6. Fornire le dimensioni e il filmato al team di DataFromSky per l’analisi.

In questo modo è possibile quantificare la distorsione – e successivamente correggerla.


points marked with letters in picture from video
gps coordinates corresponding with letters from picture

4. Georeferenziazione

Per misurare le lunghezze, e quindi le velocità e le accelerazioni con la maggiore precisione possibile, DataFromSky ha bisogno di alcuni riferimenti sulle dimensioni degli elementi a terra, per correggere opportunamente l’immagine video. L’informazione è fornita attraverso una lista di punti di riferimento dell’immagine, con le relative coordinate.

Ci sono molteplici fasi per compiere con successo l’operazione di georeferenziazione in DataFromSky. La prima consiste nel selezionare le zone che devono sempre rimanere visibili all’interno del video, evitando temporanee occlusioni o cambiamenti, e che siano facilmente distinguibili dal software attraverso contorni definiti. Questo esclude ad esempio le frasche degli alberi (che ondeggiano per effetto del vento!), gli attraversamenti pedonali (coperti dalle persone che attraversano), lastre o autobloccanti della pavimentazione (potrebbero essere confuse con quelle adiacenti), ecc.

La seconda fase prevede di ottenere le coordinate GPS per questi punti. Ci si può recare sul posto, in corrispondenza dei punti, e ottenere le coordinate da una strumentazione GPS portatile. Naturalmente, si vuole verificare che le distanze tra questi punti abbiano valori che siano verosimili! Le misurazioni di brevi distanze con il GPS è talvolta un compito molto arduo. Se esistono mappe con una buona copertura aerea dell’area, possono essere usate con la condizione che non ci siano evidenti sfasature delle immagini che attraversano la zona di analisi. In ogni caso, l’unica informazione che ci serve sono le coordinate GPS.

In alternativa, un sistema locale di coordinate può essere impiegato al posto di quello globale. In questo caso sono richiesti i punti, insieme ad alcune misurazioni significative delle distanze. Questo presuppone alcune triangolazioni, o un opportuno calcolo trigonometrico all’interno della area in esame.

In conclusione: ottenere i dati per la georeferenziazione è un qualcosa di indipendente rispetto alla pura operazione di registrazione. Queste informazioni possono essere raccolte successivamente alla ripresa, ma devono essere ottenute prima dell’inizio di qualunque analisi.

5. Origini video multiple

In linea generale, DataFromSky può aggregare sequenze di immagini video provenienti da più origini. Perciò è possibile intercambiare i droni nella posizione sopra all’area in esame, per garantire una copertura continua, quando un singolo drone non sarebbe in grado di durare a sufficienza. Per quel che riguarda la registrazione video, le considerazioni per un gruppo di droni sono analoghe a quelle relative al singolo drone.

Un requisito importante è la sincronizzazione delle sequenze delle immagini che sia quanto più possibile precisa. Si comincia sincronizzando gli orologi di entrambe le camere. Ma ancora più importante, è fornire dei chiari segnali visivi nelle parti dove i video si sovrappongono.

L’effettiva unione dei video è però un’operazione che richiede un complesso trattamento manuale dei dati di input, per cui è meglio minimizzare la quantità di fonti di immagine coinvolte nel processo.

6. Consegna del video a DataFromSky

Al momento, DataFromSky non possiede ancora un metodo unificato per il caricamento dei video. Consigliamo quindi di utilizzare un servizio online, come WeTransfer, Box.com o Dropbox, a seconda che si abbiano già account attivi o a preferenze personali.