Come catturare perfettamente un video da un drone per la tua ultima analisi di traffico?

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L’impiego di droni e l’analisi automatica delle immagini offre nuove possibilità nelle indagini sul traffico, grazie all’accuratezza della misurazione, al range di copertura e all’unicità dei dati ottenuti. La fotocamera diventa più sensibile al cambiamento della posizione degli oggetti a terra in tutte le direzioni quando si utilizza la vista a volo d’uccello. Anche l’occlusione dinamica tra i singoli oggetti è minimizzata.

Queste caratteristiche assieme ad algoritmi avanzati per l’estrazione dei dati sul traffico garantiscono informazioni perfette su ogni singolo partecipante al flusso di traffico.

Aspetti principali:

        • Angolo di registrazione/posizione del drone
        • Velocità dell’obiettivo/fenomeni ottici parassiti
        • Risoluzione, framerate e bitrate
        • Legislazione



              

               Fonte: DataFromSky.

Angolo di registrazione / posizione del drone

In termini di accuratezza della localizzazione del veicolo, la posizione del drone ideale è direttamente sopra l’intersezione, la cosiddetta TOP DOWN VIEW. In questa posizione, la telecamera è più sensibile al cambiamento della posizione dell’oggetto nella scena, pertanto è possibile una misurazione estremamente precisa della velocità e dell’accelerazione del veicolo. Allo stesso tempo, l’occlusione dinamica tra i singoli oggetti è ridotta al minimo. Tuttavia, la sospensione dei droni direttamente sopra il nodo di traffico non è sempre possibile a causa delle norme di sicurezza e della legislazione vigente. In una situazione come questa, si applica una semplice regola: posizionare il drone in una posizione tale che la vista della sezione analizzata sia prossima alla vista a volo d’uccello.


La procedura è la seguente:

        1. Vola con il drone nel punto più vicino possibile al centro dell’intersezione.
        2. Sali alla massima altezza possibile. Tuttavia, non superare l’altezza in cui la risoluzione in pixel degli oggetti monitorati sarebbe inferiore a 20 × 20 pixel.

        |C’è una notevole riduzione dell’accuratezza della localizzazione del veicolo (si noti che NON vale per |RILEVAMENTO o CLASSIFICAZIONE) se l’angolo della vista è superiore a 55 gradi.

Una semplice regola è la seguente:

        • Angolo di incidenza ˂ 55 gradi = il drone dovrebbe avere una quota di volo sempre maggiore della distanza tra la proiezione della posizione del drone sul terreno e il centro dell’intersezione.
        • 45 gradi significa che l’altitudine del drone è uguale alla sua distanza dal centro dell’intersezione.
        • 0 gradi significa che il drone è direttamente sopra l’intersezione.


              

               Figura: Tre situazioni -0° = posizione ideale, 45° = ok, l’altitudine è uguale alla distanza dal centro dell’intersezione, 55° = il drone            dovrebbe essere più in alto. Fonte: DataFromSky.


Il drone dovrebbe sempre essere posizionato in modo tale da evitare le occlusioni dinamiche e statiche. Le occlusioni aumentano la probabilità di fallimento del tracciamento degli oggetti e della possibilità di avere traiettorie continue, in altre parole, un oggetto avrà un numero maggiore di traiettorie più brevi. I sistemi sono tali da contrastare le brevi occlusioni, ma le lunghe occlusioni possono causare il disimpegno di traiettorie continue in più parti.


              

               Figura: due situazioni – la lunga occlusione causa problemi, ma il sistema è in grado di affrontare le brevi occlusioni. Fonte: DataFromSky.

Cerca di mantenere il drone nella stessa posizione durante la registrazione. Non modificare l’altitudine del drone né lo scatto e lo zoom della videocamera durante la registrazione. Tutti i parametri devono essere impostati prima dell’inizio della registrazione. Per registrazioni di alta qualità, è meglio usare una fotocamera con obiettivo a gamma ultra-ampia, non con obiettivo fish-eye, che provoca un’alta distorsione, particolarmente evidente ai margini dell’immagine.


              

               Figura: due situazioni – prova ad evitare di cambiare la posizione del drone mentre registri, evita di registrare contro una intensa fonte di
luce. Fonte: DataFromSky.

Fenomeni ottici parassiti / velocita delle lenti e acuita visiva

Durante la registrazione, cerca di evitare i fenomeni ottici parassiti nella ripresa dalla fotocamera, che possono essere causati ad esempio dal sole o da un’altra fonte intensa di luce. Ruota sempre la fotocamera in modo tale che questa forte fonte di luce non sia catturata da una fotocamera. Dovrebbero essere evitate anche le scene con il cielo.

              

               Figura: tre situazioni – nok: troppo luminoso (sinistra), ok: ideale (centro), nok: sfocato a causa del basso tempo di esposizione (destra).
Fonte: DataFromSky.

La messa a fuoco deve sempre essere eseguita in modo tale che i veicoli / oggetti non siano sfocati in una ripresa. Allo stesso tempo, cerca di impostare la fotocamera in modo tale che gli oggetti siano contrastanti ma non troppo luminosi né troppo scuri. Questo dovrebbe essere considerato anche a spese di altre parti della ripresa. In caso di registrazioni notturne o registrazioni in condizioni di scarsa luminosità, è importante che oltre ai veicoli anche gli elementi del traffico siano visibilmente identificabili.


              

               Figura: nok – quattro situazioni. Fonte: DataFromSky.

Risoluzione, FPS e bitrate

La risoluzione è un elemento chiave per il rilevamento e la classificazione di oggetti. La dimensione minima di un oggetto all’interno dell’immagine (affinché possa essere rilevata) è di 15 × 15 pixel, mentre per la sua corretta classificazione è necessaria una risoluzione di 30 × 30 pixel. Una dimensione consigliata per gli oggetti all’interno dell’immagine è compresa tra 30 × 30 pixel e 150 × 150 pixel nell’intera area di monitoraggio  dell’intersezione. Le dimensioni dell’oggetto dipendono dai seguenti parametri:
         • Risoluzione dell’immagine
         • Posizione del drone – altitudine / angolo
         • Mutua posizione tra gli oggetti monitorati e il drone/camera

        |Una regola comune è che se si registra il video con la massima risoluzione utilizzata dalle moderne |fotocamere (ad esempio 4K o 5K), sarà sufficiente, poiché è sempre possibile ridurre la qualità, ma non |viceversa. Di seguito è una semplice guida per le risoluzioni:

        • Una distanza con angolo obliquo < o = 120 metri -> FULL HD (1920×1200) la risoluzione sarà sufficiente, ma sarebbe meglio utilizzare una risoluzione maggiore (2k(4k)
         • Una distanza con angolo obliquo > 120 fino a 300 metri -> utilizza una risoluzione video 4k


              

               Figura: minima risoluzione. Fonte: DataFromSky.

Il framerate rappresenta la frequenza di campionamento delle misurazioni. Per velocità del veicolo fino a 70 km / h, è possibile utilizzare un framerate di 15FPS. Per velocità del veicolo superiori a 50 km / h, è preferibile utilizzare una frequenza di campionamento di circa 25 FPS. La frequenza di campionamento su 35 FPS non ha ulteriori effetti positivi sulla qualità della misurazione, ma rende il video e le sue dimensioni inutilmente grandi. La qualità finale del video è anche fortemente influenzata dalle impostazioni del bitrate. Nei video FULL HD, codificati con il formato di codifica H264, il bitrate dovrebbe essere di almeno 10 Mbit/s. Nei video 4K, codificati con H264, è necessario un minimo di 20 Mbit / s. Il video non deve essere sfocato, pixelato o avere alcun danno causato dalla compressione degli algoritmi.

        | Suggerimento per i principianti: registra video con una risoluzione 4k e 25 FPS con bitrate standard (circa 20 Mbit/s)

Seguendo queste regole otterrai video adatti per l’elaborazione automatica per estrarre dati estremamente precisi per il tuo studio del traffico. Prima della registrazione finale, si consiglia di effettuare un volo di prova o effettuare alcune registrazioni di esempio per conoscere i principi di base. In caso di domande, non esitare a contattarci.


Legislazione & sicurezza

Prima della registrazion, controlla sempre quali sono le condizioni legali per la registrazione del traffico nel tuo paese. La legislazione varia da paese a paese e talvolta è necessario utilizzare il servizio di un pilota professionista con le autorizzazioni necessarie. In molti Paesi esiste anche un’altitudine di volo massima predefinita per i droni (di solito 120 metri), nonché una distanza di sicurezza minima (di solito 50–120 metri dagli oggetti). Se la registrazione viene eseguita da un pilota professionista, è possibile ottenere l’autorizzazione anche a condizioni diverse. Prendete sempre in considerazione i possibili rischi di guasti tecnici.

Se non si desidera effettuare la registrazione da soli, non esitate a contattarci. Disponiamo di una rete di piloti esperti e certificati in tutto il mondo nell’ambito del programma DataFromSky PILOT. Ti forniremo consulenze sul tuo progetto e sui suoi requisiti al fine di trovare la soluzione più adatta. Possiamo anche effettuare la registrazione per te, se necessario.

 

DataFromSky è un sistema complesso per l’estrazione completamente automatizzata di dati precisi sul traffico utilizzando metodi di intelligenza artificiale e machine learning. È stato sviluppato e utilizzato ai fini degli studi sul traffico dal 2013. DataFromSky AERIAL è un servizio all’avanguardia e completamente automatizzato per l’analisi video a volo d’uccello (droni, palloncini) per l’acquisizione di dati estremamente precisi non solo per la ricerca sul traffico. DataFromSky LIGHT è un servizio di analisi dei dati da telecamere a bassa quota per la ricerca del traffico standard, completamente automatizzato. Prova e vedi tutta la magia del traffico GRATIS!

19 agosto 2019 in News
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