We herkennen het allemaal wel: onnodig lang rood bij verkeerslichten zorgt voor irritatie bij weggebruikers die haast hebben. Met intelligente verkeerslichten behoort dit binnenkort tot het verleden. Ingebouwde camera’s detecteren wachtende voetgangers en zorgen ervoor dat het licht sneller op groen springt. Voor voetgangers in Wenen zal dit eind volgend jaar al werken.
Tweehonderd verkeerslichten in Wenen hebben nu drukknoppen. Deze biedt voetgangers die de straat willen oversteken de mogelijkheid om de verkeerslichtfase te beïnvloeden. Als ze op de knop drukken, weet het verkeerslicht dat er iemand staat en zal het licht op groen springen als de oversteek veilig is. Het probleem is: ongeduldige voetgangers die op de knop drukken, maar
-
- toch al oversteken voordat het groen wordt, of
- doorlopen en ergens anders oversteken.
Bovendien zijn er voetgangers die tijdens het passeren eenvoudigweg voor hun plezier op de drukknop drukken. Dit alles leidt direct tot onnodige wachttijden voor de auto’s.
Innovatie van de TU Graz
Oom daar verandering in aan te brengen gaf de Magistratsabteilung 33 der Stadt Wien twee jaar terug de opdracht om tot een intelligenter verkeerslichtensysteem te komen. De dienst is verantwoordelijk voor stadsverlichting, verkeerslichten, klokken en openbare wifi-stations. Het doel was om een zo vloeiend mogelijk verkeerssysteem te ontwikkelen. Het project werd uitgevoerd door onderzoekers van het Institut für Maschinelles Sehen und Darstellen (ICG) van de TU Graz. Nu is het onderzoek afgerond en gaat het nieuwe verkeerslichtsysteem de proeffase in.
Camera
De ICG van de TU Graz is de enige academische Oostenrijkse onderzoeksgroep die zich bezighoudt met zowel computervisie als computer graphics. Het doel is om de grenzen tussen de twee gebieden te laten verdwijnen. Het door het instituut ontwikkelde verkeerslichtsysteem werkt met videobeelden. Voetgangers die van plan zijn de weg over te steken, worden herkend door een camera. Het systeem biedt vervolgens drie hoofdfuncties:
-
- Als voetgangers zich in de wachtzone bevinden, wordt de groene fase automatisch gestart.
- Vertrekt die voetganger vcoordat het licht op groen springt, dan wordt het proces tussentijds afgebroken en kunnen de auto’s gewoon doorrijden.
- Als grotere groepen – zoals schoolklassen – de weg oversteken, wordt de groene fase automatisch verlengd.
Leren van algoritmen
De camera gemonteerd aan het verkeerslicht is slimmer en efficiënter dan de bestaande standaard oplossingen. Alle personen binnen het gezichtsveld van acht bij vijf meter worden binnen enkele seconden herkend. “Het systeem heeft één seconde nodig voor een eerste schatting en die schatting is al na twee seconden betrouwbaar”, legt Horst Possegger van het Instituut voor Maschinelles Sehen und Darstellen uit.
“Het systeem herkent de oversteekwensen van voetgangers via leeralgoritmes. Deze zijn door de onderzoekers ontwikkeld met behulp van global motion modellen en opgenomen data.”
Snelle reactie
Na twee seconden meldt het systeem de oversteekaanvraag aan de verkeerslichtbeheerder. De controller bepaalt wanneer het verkeerslicht wordt geschakeld. In de huidige configuratie meldt het systeem het oversteekverzoek drie tot vier seconden voor het indrukken van de drukknop, legt Vossegger uit.
Het systeem klinkt eenvoudig. Het onderzoek was echter intensief vanwege de vele eisen, waarvan sommige tegenstrijdig waren. De hardware moest zo klein mogelijk zijn om te kunnen worden geïntegreerd in de besturingskast van het verkeerslicht. Tegelijkertijd moest het groot genoeg zijn voor een krachtige lokale computer. Precisie en efficiëntie waren topprioriteiten voor de software.
Om de stilstandtijden zo kort mogelijk te houden, is het programma uitgerust met een bewakingssysteem dat storingen direct meldt. “Dit is een dubbele bescherming. Het systeem is ontworpen om de klok rond te werken, zelfs in zware omstandigheden, en om spanningspieken en -dalen op te vangen,” legt Possegger uit.
Privacybescherming
De gegevensbescherming wordt niet in gevaar gebracht door de opname van beeldgegevens, zegt Possegger. “De beeldgegevens zijn noodzakelijk om alle voetgangerkenmerken te kunnen herkennen: volwassenen, kinderen, mensen met paraplu’s of kinderwagens. De beelden worden echter direct geanalyseerd en verlaten de camera niet. Alleen geometrische informatie waaruit de oversteekaanvraag kan worden afgeleid is relevant.”
Het nieuwe verkeerslichtsysteem moet eind 2020 volledig werken.
Occlusion Geodesics for Online Multi-Object Tracking from Horst P. on Vimeo.
