机器视觉相机如何简化智能交通系统（ITS）面临的挑战

在如今快速发展的智慧城市中，智能交通系统（ITS）在交通管理、道路安全强化和交通网络布局优化方面起着至关重要的作用。然而，这些系统常面临众多复杂的挑战，影响其工作效率。Teledyne FLIR在集成成像解决方案中推出了Forge 5GigE相机，化解此类挑战，并彻底革新ITS应用体验。以下是Forge在多种ITS应用中展现出的卓越优势：

极速处理能力、高分辨率成像能力

现有的成像系统，配备USB3或1GigE机器相机，已能实现每秒超过100帧的全高清（FHD）图像捕捉，轻松应对高速移动车辆的追踪。然而，这类系统在细节呈现上往往有所局限，如，难以清晰辨识车窗后的驾驶员或读取反光车牌信息，从而增加识别难度。升级到更高分辨率的图像采集虽能改善细节，却常因带宽限制而牺牲图像捕捉速度，尤其在收费公路、高速公路及隧道等动态交通环境中，快速移动车辆的图像清晰度大打折扣。

为此，Forge 5GigE相机应运而生，专为突破这些限制而设计。其内部图像采集速率高达10Gbps，确保快速传输高分辨率图像。无需用户立即升级至完整的10GigE基础设施。该相机兼容现有的1、2.5和5GigE基础设施，实现了在无需进行全系统升级及高成本投入的前提下，显著提升图像捕捉速度。这一卓越性能使其在速度和细节要求极高的应用场景中，成为交通监控、车辆计数及道路检查等领域的理想选择。

恶劣条件下的可靠性

ITS设备必须实现7天24小时全天候无间断运行，即便是在包含极端温度在内的极端恶劣条件下也不例外。对于像相机这样的敏感电子组件而言，其设计复杂度往往需要更多关注，以防止出现过热现象、图像捕获和数据传输延迟，或数据包丢失等问题。这些问题不仅可能导致系统故障，而且会增加维护时间和成本。

鉴于此，Forge 5GigE相机经过精心设计，可耐受从0°C到50°C之间的极端温度变化，同时内置大容量缓冲内存，有效避免数据丢失。该相机能够在无需依赖外部冷却系统的情况下，依然保持高效运行，确保其在户外交通监视和收费站等应用环境中持续运行。此举不仅降低了维护成本，并确保全年可靠运行。

精确计时，实现准确车辆检测

精确的车辆检测对于实现高效的交通管理具有不可估量的重要性。然而，相机内部的运作（特别是车辆检测和触发响应之间的时间管理上）往往因各个制造商的相机架构在接收触发信号时作出的不同反应而存在差别。部分相机需要经过重置或唤醒周期才能开始捕捉图像，而另一些则受限于CMOS传感器完成完整扫描周期的时间，这一过程可能导致毫秒级的延迟。在某些情况下，相机可能在扫描周期未结束时便仓促捕捉图像，直接导致图像出现抖动现象。这些问题不仅可能导致车辆漏检，还损害了数据的可靠性。

在接收到触发信号后，Forge 5GigE相机凭借其动作指令（ActionCommand）功能实现纳秒级精准触发。相机的Trigger-to-Exposure Start功能，使其始终处于高度准备状态，无论相机处于何种扫描状态，均可瞬间重置CMOS传感器，消除图像抖动问题。这一机制确保能够实现对每台车辆的精确、及时检测，不仅提升了数据的可靠性，更提高了交通管理的效率。

卓越的多相机同步技术

有效的交通管理往往依赖于多台同步相机，以实现对广阔区域的全面覆盖。然而，开发多相机系统常伴随着布线复杂性和成本控制的双重挑战，特别是在相机安装在距主机 PC 不同距离的位置时。长距离传输通常需要增设交换机，且与无交换机的相机相比，会出现轻微延迟。这可能影响部分相机的同步精准度。在需要将多个相机图像无缝拼接的应用场景中，这种同步偏差可能因额外的后期处理产生延迟。

为此，Forge 5GigE相机对多相机的设置进行简化，仅需通过单根线缆连接，便可进行数据传输、PoE供电及图像触发信号。该相机借助PTP（IEEE 1588），提供卓越的同步能力，能够轻松实现多相机的紧密同步，且时间偏差控制小于 1 微秒。此外，Teledyne Spinnaker SDK GigE驱动程序能够确保所有数据在传输时不发生丢失，同时实现低资源占用。这种高水平的同步技术不仅对数据整合流程进行简化，还提供了交通流量和拥堵状况的全方位视图，使得从交叉口到整个高速公路系统的复杂交通网络的管理和规划更加高效。

[机身部分图像3 - 插图/图表图像，展示多个Forge 5GigE设备的背部全景，突出大型网络交换机和以太网线缆，并配有文字和图标]

低光环境

若高分辨率图像的质量不佳，则无法胜任诸如道路与铁路状况检查、车辆与驾驶员识别以及车牌识别等任务。并非所有采用CMOS传感器的相机都具备相同的质量与性能。许多相机在应对不同光照条件和低光环境时，往往难以保证所需的清晰度和稳定性。充分利用CMOS传感器的潜能对提升相机性能至关重要。

Forge 5GigE相机搭载最新的Sony® Pregius® S传感器，配备背照式结构（BIS）技术，极大地提高光敏感度和动态范围，从而实现卓越的图像清晰度、锐度和色彩保真度。Pregius S CMOS传感器通过在同一传感器格式内封装更多像素，不仅提升了分辨率，还避免使用更大更昂贵的镜头，保持了成像系统的紧凑性。此外，Forge 5GigE相机还配备了诸如镜头阴影校正、连拍模式和多曝光HDR序列器等高级功能，进一步增强图像质量，使其在从明亮的日光到隧道等低光环境的所有光照条件下的应用中都非常理想。

结论

Teledyne FLIR用于集成成像解决方案的Forge 5GigE相机专为满足现代ITS需求而精心设计。它通过以下优势应对复杂挑战：

• 高速成像能力
• 稳定的可靠性
• 精确计时
• 极致的多相机同步技术
• 卓越的图像质量

• 将Forge 5GigE相机集成到您的ITS基础设施中，不仅能够提升操作效率与数据准确性，还能优化成像系统的综合性能，同时降低系统复杂性和成本。如需了解更多信息或安排演示，请联系我们的销售团队。我们随时愿意将您的ITS提升至全新高度。