Die nächste Generation von Onboard-Kameras

Artikel
7. Juli 2020
Es liegt auf der Hand, aber die größte Herausforderung bei der Entwicklung integrierter Kameras ist die Tatsache, dass sie an einem Fahrzeug befestigt sein werden, das sich bewegt - häufig einem, das wahrscheinlich Tag und Nacht sowohl über- als auch unterirdisch im Einsatz ist. Dadurch werden einige der grundsätzlichen Probleme nicht geringer, die in Verbindung mit Lichtverhältnissen, Bildstabilität und Bauform zu bewältigen sind. Axis hat kürzlich zwei neue Onboard-Kameramodelle vorgestellt - die 5. Generation seit der Einführung des ersten integrierten Modells 2007. Die Aufnahme des ARTPEC-7-Chips hat Funktionsverbesserungen herbeigeführt, die sich perfekt für die Herausforderungen der Onboard-Erfassung von Video und Audio eignen. Wir sprachen mit Erik Mårtensson, Global Product Manager für Onboard Cameras, und Patrik Anderson, Global Business Development Director für den Bereich Transportation, um mehr zu erfahren.

Der ARTPEC-7, die neueste System-on-a-Chip Generation, die Axis für die speziellen Anforderungen der Videoüberwachung entwickelt hat, brachte Vorteile für das gesamte Axis-Portfolio an Überwachungskameras, von denen nun auch Onboard-Kameras profitieren. Erik Mårtensson, Global Product Manager für Onboard Cameras, erläutert: „Bei allen Typen von Axis-Kameras führt der ARTPEC-7-Chip zu zahlreichen Verbesserungen bei Bildverarbeitung, Analysen, Komprimierungseffizienz und Firmware-Sicherheit. Auf die Möglichkeit, Analysen an der Netzwerkperipherie durchzuführen, werden wir später zurückkommen, aber einige der größten Schritte vorwärts, die durch ARTPEC-7 in integrierten Kameras möglich wurden, sind auf bessere Leistung bei schwierigen Lichtverhältnissen zurückzuführen, eine der kritischsten Anforderungen denen Onboard-Kameras gerecht werden müssen.”

Von hellem Sonnenschein bis zu völliger Dunkelheit: Leistung bei jedem Licht

Der Mensch kennt selbst die Probleme, die entstehen können, wenn er aus der Dunkelheit plötzlich ins helle Licht tritt und umgekehrt. Während sich jedoch unser Auge rasch anpasst, können Kameras länger brauchen, und in dieser zusätzlichen Zeit könnten wichtige Details verloren gehen. Kameras, die an Gebäuden oder unbeweglichen Halterungen montiert sind, haben mehr Zeit, um sich veränderten Lichtverhältnissen anzupassen. Kraftfahrzeuge und Züge dagegen bewegen sich ständig durch unterschiedliche Lichtverhältnisse. Diese Kameras müssen die Umstellungen rasch bewältigen.

Erik Mårtensson
Erik Mårtensson, Global Product Manager für Onboard-Kameras

„Jedes sich bewegende Fahrzeug - sei es ein Bus, eine Straßenbahn, ein Zug, ein Ambulanz- oder Lieferwagen - kann alle paar Minuten die Fahrtrichtung und damit die Ausrichtung der Kamera ändern: von Nord nach Ost, von Süd nach West oder jeden Punkt dazwischen,“ sagt Mårtensson. „Der Stand der Sonne, vorbeiziehende Wolken, Nebel und Regen - alle beeinflussen das Licht, ebenso wie das Fahren unter Brücken und durch Tunnel. Es ist das Grundprinzip beim Design unserer integrierten Kameras, dass sie zu dem speziellen Zweck wechselnder Lichtverhältnisse gebaut werden. Deshalb umfasst erstmals eine unserer neuen Kameras neben den allgemeineren Verbesserungen auch integriertes Infrarotlicht (IR), um selbst bei völliger Dunkelheit klare Bilder aufnehmen zu können.“

In der neuen AXIS P3935-LR befinden sich eingebaute, unsichtbare IR-LEDs für klare Bilder bei absoluter Dunkelheit, ideal für Fahrzeuge, die nachts durch schlecht beleuchtete, ländliche Gegenden fahren, oder wenn die Beleuchtung im Fahrzeug die Fahrgäste stören würde. Da die IR LEDs in der neuen Kamera das Licht mit der höheren Wellenlänge von 940 nm abstrahlen, zeigen sie sich nicht als rote Punkte wie herkömmliche IR-LEDs, was die Sicherheit und dem Komfort für Fahrer und Fahrgäste weiter verbessert. Dank der Integration weiterer Axis-Technologien, unter anderem Lightfinder und Forensic WDR, ist selbst bei dunklen Lichtbedingungen und starkem Gegenlicht, beispielsweise, wenn die Kamera direkt ins helle Sonnenlicht gerichtet ist, optimale Leistung möglich.

Die Herausforderungen von Halten, Anfahren, Bodenwellen und Schlaglöchern

Der Umgang mit ständig wechselnden Lichtverhältnissen ist für integrierte Kameras eine Herausforderung. Eine weitere ist natürlich die Bewegung. Ein Fahrzeug in Bewegung - insbesondere eines, das regelmäßig hält und anfährt - verursacht einen Großteil seiner Erschütterungen selbst. Hinzu kommen holprige Straßen oder Spuren. Für in Fahrtrichtung montierte Onboard-Kameras kann es eine Herausforderung darstellen, stabile und klare Bilder zu liefern. Die beiden neuen Kameras umfassen erstmals einen integrierten Beschleunigungsmesser, der zusammen mit dem eingebauten Gyroskop die Elektronische Bildstabilisierung (EIS) unterstützt, um unter allen Bedingungen außerhalb des Fahrzeugs ruhige Bilder zu liefern. Zusätzlich ist für Kameras, die in Fahrtrichtung an Hochgeschwindigkeitsfahrzeugen montiert sind, ihre variable Bildrate von unschätzbarem Wert und lässt bis zu 45 Bilder pro Sekunde zu. Das ist eine wichtige Funktion, um bei hohen Geschwindigkeiten Details zu erfassen, beispielsweise, wenn ein Zug am Gleis auf ein Hindernis trifft.

Das Potenzial für dezentrale Analysen

Nachdem die Bildqualität unter allen Bedingungen gesichert ist, kann man sich damit befassen, was mit den eingespeisten Informationen passieren soll. Auch hier hat der Einsatz von ARTPEC-7 eine Veränderung der Analysekapazität herbeigeführt. Mårtensson meint, „Eine der wichtigsten Verbesserungen, die mit ARTPEC-7 realisiert werden konnten, ist die Möglichkeit, Analysen an der Peripherie des Netzwerks durchzuführen. Sprich: in der Kamera selbst anstatt auf dem Server im Rechenzentrum. Das bedeutet nicht nur, dass auf Analysen basierende Maßnahmen viel schneller ergriffen werden können, sondern es eröffnet auch beinahe unvorstellbare Chancen für Analyseanwendungen.“

Bisher war die Datenübertragung von einer Onboard-Kamera für Analysezwecke komplex und unerschwinglich. Man konnte sich nicht vorstellen, sie dann als Alarm mit ausreichend kurzer Latenzzeit zum Fahrzeug zurückzuführen. Analysen in der Kamera selbst eröffnen eine Welt voller Möglichkeiten für Analysen im Hinblick auf Schutz, Sicherheit und operative Abläufe. Viele dieser Anwendungen werden von Axis Developer Partnern (ADP) über die AXIS Camera Application Platform (ACAP) zur Verfügung gestellt.

Patrik Anderson
Patrik Anderson, Global Business Development Director für Transport

Patrik Anderson erläutert das Potenzial für Analysen: „Zum Beispiel können Personenzählung und Analysen der Fahrgastdemographie wertvolle Business Intelligence liefern, mit der die Verkehrsbehörden ihre Routen und Serviceleistungen optimieren können. In der aktuellen Zeit können sie auch dazu genutzt werden, um durch Messung der Sitzbelegung und Einhaltung der Regeln zum Social Distancing die Risiken für die öffentliche Gesundheit zu mindern. Mit geeigneten Analysen könnte man auch das Oberdeck eines Doppeldeckerbusses überwachen und den Fahrer warnen, wenn es Probleme gibt, oder eine automatische Durchsage abspielen.“

Das integrierte Mikrofon in einer der neuen Kameras kann außerdem bei verbaler Aggression oder erhobenen Stimmen Alarme ausgeben, um die Fahrgastsicherheit weiter zu erhöhen. Gesammelte und anonymisierte Analysedaten werden sich außerdem für Verkehrsbetreiber bei Servicedesign und -optimierung als wertvoll erweisen. So könnten die Services an turbulente und ruhigere Tageszeiten angepasst werden, wodurch Effizienzgewinne und ein besseres Kundenerlebnis gewährleistet wären. Aus einer Umweltschutzperspektive könnten Daten aus Analysen auf der Basis des Beschleunigungsmessers der Kamera auch dazu genutzt werden, Fahrertrainings für einen umweltfreundlicheren und umsichtigeren Fahrstil zu absolvieren. Und sie werden einen zweckmäßigen Beitrag zu Unfalluntersuchungen leisten.

Sie sehen, das Potenzial für Analysen ist enorm und wird die Investition in die neuen Onboard Kameramodelle erheblich fördern. „Letztlich besteht der Hauptzweck von Onboard-Kameras darin, abzuschrecken und Sicherheitsrisiken zu mindern, die an Bord von Fahrzeugen aller Art auftreten. Mit zusätzlichen dezentralen Analysen lässt sich die Anzahl der Zwischenfälle erheblich reduzieren,“ fügt Anderson hinzu.

Kleines Paket mit starker Leistung

Eine Menge Technologie und Leistung wurde in die beiden neuen Kameras gepackt, ohne jedoch Form oder Größe zu ändern. Das ist ein wesentlicher Punkt. Viele Fahrzeuge mit Onboard Kameras   insbesondere Busse, Züge, Straßenbahnen - sind teure Investitionen, und man erwartet von ihnen eine Nutzungsdauer von mehreren Jahrzehnten. Andererseits werden die integrierten Kameras wohl eher alle paar Jahre ersetzt, wenn ihre Fähigkeiten wachsen. Daher ist es wichtig, dass neue Modelle die gleiche bescheidene Größe und den gleichen ‚Fußabdruck‘ haben wie frühere Modelle.

Zusätzlich zu dem extrem schlagfesten Metallgehäuse der neuen Kameras bündeln sie starke Leistung in einem kleinen Paket. Wie Mårtensson abschließend sagt: „Die neuen Modelle sehen ganz ähnlich aus wie die früheren - erst wenn man sie anhebt, spürt man, wie viel neue Technologie darin verbaut ist!“

Weitere Informationen über Onboard-Kameras von Axis finden Sie hier.
Onboard-Kameras
Axis Communications, Andreas Reimann, PR and Social Media Specialist
Für weitere Informationen kontaktieren Sie bitte Andreas Reimann, PR and Social Media Specialist, Axis Communications
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