Yolo Vision Shenzhen
Шэньчжэнь
Присоединиться сейчас

Как компьютерное зрение строит умные города будущего

Абдельрахман Эльгенди

4 мин чтения

16 декабря 2024 г.

Узнайте, как компьютерное зрение и такие модели, как Ultralytics YOLO11 , могут улучшить работу "умных" городов в области безопасности, дорожного движения и устойчивого развития.

Города — это оживленные центры деятельности, где люди живут, работают и взаимодействуют со своей средой. Управление разнообразными проблемами городской жизни, от транспортных заторов до экологической устойчивости, требует инновационных решений.

Умные города решают эти проблемы с помощью интеграции передовых технологий, преобразуя городскую среду, чтобы сделать ее более эффективной, пригодной для жизни и устойчивой. Одной из ключевых технологий, стимулирующих эту эволюцию, является компьютерное зрение (CV). Системы CV анализируют и интерпретируют визуальные данные, обеспечивая приложения, которые варьируются от мониторинга дорожного движения до управления качеством воздуха. Эти системы — не просто инструменты; они помогают городам работать более разумно и оперативно.

Давайте рассмотрим, как компьютерное зрение и продвинутые модели, такие как Ultralytics YOLO11 могут улучшить жизнь в городах благодаря эффективным приложениям.

Понимание проблем умного города

Городская среда — это сложная экосистема, в которой транспорт, инфраструктура и общественная безопасность должны гармонично работать для поддержания повседневной жизни. Управление этими сложностями требует решения ряда задач, от смягчения транспортных заторов до обеспечения безопасности в людных местах.

Например, транспортные заторы могут увеличить время в пути и усугубить загрязнение воздуха, что влияет как на производительность, так и на здоровье. Аналогичным образом, общественная безопасность в районах с высокой плотностью населения требует постоянного наблюдения и быстрого реагирования на потенциальные риски. Эти проблемы подчеркивают необходимость эффективных, масштабируемых решений.

Компьютерное зрение играет жизненно важную роль в удовлетворении этих потребностей. Автоматизируя анализ визуальных данных, CV обеспечивает мониторинг в реальном времени, распознавание образов и обнаружение аномалий, что позволяет городским властям эффективно развертывать ресурсы и активно решать городские проблемы.

Теперь давайте углубимся в то, как компьютерное зрение применяется для решения реальных городских проблем.

Применение компьютерного зрения в умных городах

Приложения компьютерного зрения для умных городов могут быть интегрированы, чтобы помочь построить инфраструктуру, на которой построены умные города с искусственным интеллектом, что делает их более безопасными и эффективными. От мониторинга общественной безопасности до оптимизации инфраструктуры — вот как CV может помочь городам процветать:

Управление парковкой

Навигация по переполненным парковкам - распространенная проблема в городских районах, способствующая образованию пробок на дорогах и увеличению вредных выбросов. Модели компьютерного зрения, такие как YOLO11 позволяют анализировать фотографии с парковок и detect свободные и занятые места в режиме реального времени. Используя методы обнаружения объектов и ориентированных ограничительных рамок, YOLO11 классифицирует автомобили и эффективно определяет местоположение парковочных мест.

__wf_reserved_inherit
Рис. 1. Управление парковкой с помощью Ultralytics YOLO11.

Это приложение сокращает время, которое водители тратят на поиск парковки, уменьшая заторы и снижая выбросы. 

Универсальность и широкий спектр задач YOLO11также помогают отслеживать незаконную парковку, что, например, способствует более эффективному соблюдению правил. Его скорость и точность делают его ценным активом для оптимизации систем управления парковками.

Автоматическое распознавание номерных знаков (ANPR)

Управление дорожным движением и охрана правопорядка часто зависят от эффективного отслеживания транспортных средств. YOLO11 помогает в ANPR, анализируя видеопоток для идентификации и classify номерных знаков в режиме реального времени. Функции обнаружения объектов и классификации изображений позволяют модели отслеживать нарушения правил дорожного движения и оптимизировать процессы взимания платы.

__wf_reserved_inherit
Рис. 4. Автоматизированное распознавание номерных знаков (ANPR) с использованием модели YOLO .

Способность системы функционировать в различных условиях, таких как слабое освещение или высокая скорость движения транспортных средств, делает ее очень надежной для городских транспортных систем. Это повышает как интенсивность движения, так и общественную безопасность, обеспечивая более плавную работу на городских дорогах.

Обнаружение аварий

Аварии часто представляют собой серьезную проблему для городских транспортных систем, влияя на общественную безопасность и способствуя образованию заторов. Приложения "умного города" с компьютерным зрением могут анализировать записи с камер на дорогах и перекрестках для detect столкновений и других дорожных происшествий.

Эти системы используют распознавание действий и анализ движения для выявления аномалий, таких как внезапные остановки, хаотичные движения транспортных средств или аварии. После обнаружения инцидента эти системы могут быть подключены к автоматическим оповещениям, которые будут отправляться в службу экстренной помощи.

Умные продуктовые магазины

Розничные сети в "умных" городах могут использовать искусственный интеллект для повышения качества обслуживания покупателей и эффективности работы. Такие модели, как YOLO11, например, помогают оптимизировать рабочие процессы управления запасами и отслеживать уровень запасов track полках магазинов, обеспечивая своевременное пополнение запасов популярных товаров. Его возможности сегментации экземпляров обеспечивают высокий уровень детализации, позволяя точно определять неправильно расположенные или отсутствующие на складе товары.

__wf_reserved_inherit
Рис. 2. Умные продуктовые магазины с использованием Ultralytics YOLO11.

Помимо инвентаризации, модели компьютерного зрения могут анализировать поведение клиентов, предлагая идеи, которые оптимизируют планировку магазинов и улучшают размещение продуктов. Классифицируя движения и взаимодействия покупателей, модель помогает розничным торговцам создавать эффективную среду для покупок, которая сводит к минимуму отходы и повышает удовлетворенность клиентов.

Безопасность на строительной площадке

Безопасность имеет первостепенное значение в условиях повышенного риска, например на строительных площадках. Системы компьютерного зрения, такие как YOLO11, могут контролировать видеопоток, чтобы обеспечить соблюдение протоколов безопасности. Например, YOLO11 может detect , надеты ли на рабочих необходимые средства защиты, такие как каски и жилеты, с помощью классификации изображений.

__wf_reserved_inherit
Рис. 3. Безопасность на строительной площадке с помощью Ultralytics YOLO11.

Благодаря возможностям оценки позы и ориентированной ограничительной рамке (OBB) YOLO11 позволяет track соблюдение правил техники безопасности. Кроме того, модели компьютерного зрения позволяют выявлять структурные риски, такие как неустойчивые строительные леса или неправильно расположенные механизмы, что дает возможность руководителям объектов заблаговременно устранять потенциальные угрозы и снижать количество несчастных случаев.

Обнаружение оставленных предметов

Безопасность является приоритетом в людных городских местах, таких как аэропорты, вокзалы и общественные площади. Оставленные без присмотра предметы часто вызывают опасения по поводу безопасности, но ручной мониторинг может быть одновременно сложным и подверженным ошибкам. 

Системы CV могут detect оставленные предметы в режиме реального времени, анализируя записи с камер наблюдения и выявляя нарушения в движении объектов. Эти автоматические оповещения обеспечивают быстрое реагирование, снижая риски и повышая общественную безопасность.

Обнаружение выбоин

Хорошо отремонтированные дороги - важнейшее условие городской мобильности. Однако выявление выбоин может потребовать значительных ресурсов. Системы компьютерного зрения обрабатывают снимки дорог для detect повреждений поверхности, используя методы ориентированных ограничительных блоков для оценки размера и серьезности выбоин или трещин.

Автоматизируя этот процесс обнаружения, модели компьютерного зрения помогают расставлять приоритеты при ремонте, обеспечивая безопасность и эффективность дорог. Этот упреждающий подход сводит к минимуму долгосрочные затраты на техническое обслуживание и снижает риск несчастных случаев, вызванных пренебрежением к повреждениям дорог.

Мониторинг загрязнения воздуха с помощью компьютерного зрения

Качество воздуха является актуальной проблемой в городских условиях, оказывающей непосредственное влияние на здоровье населения и устойчивое развитие. Системы компьютерного зрения объединяют спутниковые снимки с потоковым видео с камер, расположенных на улицах, для мониторинга уровня загрязнения и выявления горячих точек, таких как промышленные зоны или районы с интенсивным движением.

Эти системы segment визуальные данные для получения практических выводов, позволяющих градостроителям принимать целевые меры, такие как изменение маршрутов движения или ужесточение контроля за выбросами. Подобные приложения способствуют улучшению условий жизни и поддерживают цели устойчивого развития городов.

Управление толпой

Большие скопления людей на концертах, спортивных мероприятиях или во время чрезвычайных ситуаций могут представлять серьезные проблемы с точки зрения безопасности. Системы предотвращения катастроф, связанных с большим скоплением людей на основе компьютерного зрения (CDAS), помогают снизить риски, анализируя плотность толпы, модели движения и поведение в режиме реального времени. Используя данные с одной или нескольких камер, эти системы идентифицируют структурированные толпы, например, на митингах, и неструктурированные, например, на рынках или в общественных местах.

Когда плотность толпы превышает пороговые значения, например 8 человек на квадратный метр, системы CV могут detect турбулентность или нестабильное поведение и запустить раннее предупреждение для предотвращения давки. Эти системы могут также предоставлять оперативную информацию для эвакуации в режиме реального времени и распределения ресурсов, обеспечивая бесперебойное управление толпой во время мероприятий с высоким уровнем риска.

Кроме того, алгоритмы компьютерного зрения помогают в планировании и анализе после событий. Моделирование в виртуальной среде помогает выявить потенциальные узкие места, направляя проектирование площадок и улучшение транспортных потоков. Криминалистические обзоры прошлых инцидентов, таких как Love Parade в Дуйсбурге, используют компьютерное зрение для восстановления событий и улучшения будущих стратегий безопасности.

Индивидуальное обучение для умных городов

До сих пор мы рассматривали различные способы реализации моделей Vision AI в различных отраслях. Так как же на самом деле работают эти модели?

Как видно из вышеизложенного, модели компьютерного зрения, подобные YOLO11 , могут быть настроены для решения конкретных городских проблем и выполнения различных задач. Обучая модель на наборах данных, предназначенных для среды "умного города", инженеры могут точно настроить ее возможности для различных приложений.

  • Разнообразие данных: Наборы данных могут включать изображения, полученные в различных условиях освещения, погодных условиях и под разными углами камеры, чтобы обеспечить надежное обнаружение в различных условиях.
  • Модели, ориентированные на конкретные задачи: YOLO11 можно оптимизировать под конкретные задачи, например, обнаружение дефектов на дорогах, мониторинг поведения толпы или управление парковкой.

Целенаправленный процесс обучения повышает производительность YOLO11, позволяя ему получать точные результаты при высокой скорости обработки. Оптимизированная архитектура также обеспечивает возможность развертывания на устройствах с меньшим количеством вычислительных ресурсов, что делает его доступным решением для городов любого размера.

Плюсы и минусы компьютерного зрения в умных городах

Компьютерное зрение может стать краеугольным камнем приложений для умных городов, предлагая многочисленные преимущества и создавая определенные проблемы. Давайте сбалансированно посмотрим на его влияние.

Преимущества компьютерного зрения в умных городах

  • Повышенная безопасность: Автоматизированные системы наблюдения обеспечивают более быстрое реагирование на чрезвычайные ситуации и снижают зависимость от ручного мониторинга.
  • Операционная эффективность: Автоматизация ресурсоемких задач повышает производительность и сводит к минимуму потери.
  • Экологические выгоды: Такие приложения, как мониторинг качества воздуха и оптимизация трафика, соответствуют целям устойчивого развития.
  • Экономия средств: Раннее выявление проблем с инфраструктурой снижает затраты на техническое обслуживание и время простоя.

Минусы компьютерного зрения в умных городах

  • Затраты на инфраструктуру: Развертывание камер высокого разрешения и вычислительных систем требует значительных первоначальных инвестиций.
  • Проблемы конфиденциальности: Непрерывный мониторинг поднимает вопросы о безопасности данных и этичном использовании.
  • Чувствительность к погодным условиям: Такие факторы, как дождь или слабая освещенность, могут повлиять на точность обнаружения, что требует адаптивных алгоритмов.
  • Барьеры для интеграции: Модернизация существующих инфраструктур системами компьютерного зрения может занять много времени и средств.

Будущее умных городов

По мере того, как городские центры продолжают расти и развиваться, будущее умных городов будет все больше зависеть от технологий компьютерного зрения. Эти решения открывают путь к более разумной, безопасной и устойчивой городской среде, обеспечивая эффективное управление сложными системами. От улучшения транспортного потока до повышения общественной безопасности, технологии компьютерного зрения обещают сделать городскую жизнь более удобной и приятной.

Благодаря продуманному внедрению этих решений города смогут решить проблемы урбанизации и повысить качество жизни своих жителей. Узнайте, как YOLO11 и другие инновации в области компьютерного зрения формируют будущее умных городов уже сегодня. 🌆

Давайте строить будущее
ИИ вместе!

Начните свой путь в будущее машинного обучения

Начать бесплатно