物流行業(yè)的市場背景
從2009年開始,國家先后提出了“智慧城市”、“智慧中國”等國民經(jīng)濟的發(fā)展綱要和建設思路,加上之后提出的中國夢、新型城鎮(zhèn)化,其主要創(chuàng)新內(nèi)容都與“智慧”密不可分。將“智慧城市”分開理解——“智慧”是指各種智能技術不斷的應用,“城市”則指大量人群聚集,生活水平先進的地區(qū)。“智慧”既是對城市最終狀態(tài)的描述,也是達到該目的采用的主要。
通常,城市的信息化發(fā)展將經(jīng)歷四個階段。一、電子城市:城市從傳統(tǒng)的人工管理逐步開始在局部領域出現(xiàn)信息化模式;二、數(shù)字城市:城市全面進入數(shù)字化的信息獲取.匯集、應用模式;三、智能城市:城市對信息化的應用不僅是溝通的需要,更重要的是利用智能化產(chǎn)生新價值;四、智慧城市:城市通過全面的信息化應用來產(chǎn)生資源效率的最大化價值。
信息化對智慧城市非常重要,“智慧”是解決城市的問題,是讓城市的管理和發(fā)展以及人類的工作活動比原來更先進更舒適更規(guī)范,不僅僅是各類信息技術的智能化應用,還包括人的智慧參與、以人為本、可持續(xù)創(chuàng)新等內(nèi)涵。
隨著信息技術的迅速發(fā)展,電子商務開始引領新經(jīng)濟變革發(fā)展的趨勢,電子商務離不開物流,物流是電商得以實現(xiàn)及可持續(xù)發(fā)展的重要因素之一,是智慧城市系統(tǒng)的重要支撐和組成。物流信息化是指在物流活動中全面運用傳感技術、定位技術、視頻監(jiān)控技術等現(xiàn)代信息和通信技術,充分利用信息流調(diào)控和主導物流,有效配置物流資源。物流中心將為大型商戶提供貨物的購、運、調(diào)、存、管、加工及配送一體化服務和物流方案設計,從而極大提升城市綜合服務功能。物流的重心是過程監(jiān)控,未來的變革會發(fā)生在四個方面:物流過程的可視化管理、物流配送、產(chǎn)品的可追溯管理以及供應鏈管理。如何圍繞物資實現(xiàn)全過程監(jiān)控和高效傳遞是物流的核心競爭力,而倉儲則是最為重要的物流監(jiān)控環(huán)節(jié)。
物流倉儲的需求特點
物流倉庫作為物資的存儲和轉(zhuǎn)運場所,分為:糧庫、油庫、金庫、物資庫等類型,存放的物品包括:民用物資、企業(yè)生產(chǎn)物資、生產(chǎn)用物資、危險品物資、軍隊物資以及其他各種設施。每天在庫區(qū)工作的人員車輛流動比較頻繁,其安全規(guī)范工作僅依賴保安人員的巡邏和行政管理是不能解決問題,通過在倉庫內(nèi)的重要場所部署安防監(jiān)控系統(tǒng),可以有效提升倉儲綜合管理和安全防范的水平。
倉儲管理安防系統(tǒng)包括視頻監(jiān)控系統(tǒng)、門禁系統(tǒng)、周界監(jiān)控系統(tǒng)、報警控制系統(tǒng)以及與數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)對接,通過視頻音頻、紅外線等傳感器對所有倉庫實時監(jiān)控,既可以對開門取物和車輛人員進出流動動態(tài)監(jiān)測,也能對防區(qū)內(nèi)的報警信號及時處理自動上報。視頻監(jiān)控是對重點地區(qū)、重點人物、重點物品實施保護的最直接的安防措施。為了提高倉儲貨場的整體安全防護等級,有效防范盜竊、搶劫、蓄意破壞等違法犯罪事件、暴力恐怖事件的發(fā)生,必須要建立安全有效的防護體系。
以一個中大型標準倉庫為例:堆場面積25萬平米,高桿燈座9座,間距165米,高25米,現(xiàn)場情況較復雜,存在日常車輛人員流動量大,出入人員復雜等安全保障問題,對整體安全防護提出了較高的要求。需要對重要設施實施24小時實時監(jiān)控;對堆場內(nèi)的重要貨物裝卸點、堆放點等重點要害部位等實施重點全方位監(jiān)視。同時要求系統(tǒng)可靠穩(wěn)定,反應速度快捷,能夠在第一時間發(fā)現(xiàn)警情,并且具有多種聯(lián)動功能,可以及時通知各個安全保衛(wèi)部門作出及時反應,事后可以保存下全部過程的圖像,作為重要資料備查。
首先在設計上要保證整個安全防范系統(tǒng)的先進性,但在具體實施時又要遵循經(jīng)濟實用合理可靠的原則來配置各系統(tǒng)的硬件和軟件;同時系統(tǒng)所配置的硬件和軟件必須是模塊化、開放式結構,以便今后擴展和提升整個安防系統(tǒng)的容量和功能,切實保證倉儲智能安防系統(tǒng)的可靠性。對視頻監(jiān)控的主要要求:監(jiān)視記錄物流配送中心車輛人員進出及工作人員卸貨情況,
監(jiān)視停車場車輛進出停放情況、監(jiān)視區(qū)域內(nèi)火警匪情等事故的全過程。
物流倉儲對視頻監(jiān)控技術的要求
對視頻圖像來說,既要“看得清”也要“看得懂”,看似簡單(高清已經(jīng)全面普及),實則道路曲折漫長,任重道遠——夜間低照效果差,室內(nèi)逆光看不清,智能分析不實用。天地偉業(yè)針對物流行業(yè)用戶在實際項目中遇到的問題,基于自主知識產(chǎn)權,在寬動態(tài)、星光級、智能分析三個方向?qū)崿F(xiàn)了核心技術突破,并推出相關產(chǎn)品。
寬動態(tài)
對于裝卸貨區(qū)域,能否看清楚貨車車廂內(nèi)的貨物存放和搬運情況十分重要,寬動態(tài)主要解決攝像機的逆光補償問題,隨著寬動態(tài)技術的不斷成熟,近兩年來,寬動態(tài)攝像機的銷量有了突飛猛進的增長。寬動態(tài)技術已經(jīng)成為衡量一款攝像機性能的重要指標。就目前來看,標配寬動態(tài)功能,已經(jīng)成為各IPC廠商的共識。從技術實現(xiàn)上,寬動態(tài)主要分為CCD+DSP和CMOS+DPS兩種技術。
CCD+DSP:
這種雙曝光(或雙快門)技術的核心是:針對明暗反差較大的場景,攝像機先對明亮區(qū)域進行一次快速曝光,得到一幅亮部區(qū)域清晰正常的圖像并存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中,然后再對場景中暗部區(qū)域進行一次慢速曝光,得到一幅暗部區(qū)域畫面清晰的圖像,也存儲到數(shù)據(jù)緩沖存儲器中。以上曝光完畢后,利用DSP特有的圖像處理算法,將兩幅圖像當中亮度適當?shù)牟糠址謩e切割下來,最后進行疊加合成并輸出一幅明暗區(qū)域都清晰可見的圖像。這樣就能避免亮部曝光過度和暗部曝光不足的問題,從而使整個畫面都清晰可見,以實現(xiàn)寬動態(tài)的處理效果。
CMOS+DPS:
DPS采用的是每一個像素單獨曝光和控制技術,加之利用CMOS傳感器采集的多幀畫面合成一幅完整圖像的線性疊加,相比于CCD的兩次曝光成像有了更高的動態(tài)范圍。從數(shù)值上來說,采用DPS技術的CMOS攝像機,其動態(tài)范圍理論上可到達120dB。在擴大動態(tài)范圍的同時,DPS也解決了CCD傳感器在處理動態(tài)范圍和色彩真實性上的不足,其色彩還原性更加真實,能夠滿足應用的要求。使用這種技術的攝像機在數(shù)字圖像傳感器里每一個像素中都使用了一個模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),在捕捉到光信號時直接轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號,最大程度地降低了信號在排列中的衰減和干擾。
目前通用監(jiān)控網(wǎng)絡攝像機大多采用CMOS+DPS寬動態(tài)技術,應用場景比較廣泛,已經(jīng)成為高清攝像機必不可少的一項功能,市場需求非常旺盛。從芯片廠商規(guī)劃看,多幀合一的寬動態(tài)是發(fā)展趨勢,效果更加平滑、通透,動態(tài)范圍更廣。
星光級
對于視頻監(jiān)控應用來講,低照度性能通常會作為產(chǎn)品選型的參考標準之一。低照度性能卓越的高清攝像機可以滿足弱光下的清晰彩色圖像,在全黑環(huán)境或者照度極低的情況下也可提供清晰的黑白圖像。
目前市面上很多廠家都宣稱有自己的低照星光產(chǎn)品,但是這里面很多有偷換概念的成分。真正意義的高清星光應為在0.002lux的照度下,還原出彩色、無拖尾的分辨率不小于1080P的流暢圖像。達到這個指標主要看兩方面的技術。首先是傳感器的選擇。眾所周知,同樣感光面積的圖像傳感器,像素越高,分配到每個像素的感光面積就越小,一個曝光周期內(nèi)的通光量就越小,低照度效果就越差。比如都是1/3英寸的傳感器,普通模擬攝像機大約為30萬像素,而高清攝像機則至少是200萬像素,像素點是模擬攝像機的8倍,而每一個像素的感光面積則只有模擬攝像機的1/8,如果不采用高新技術的傳感器,其高清畫質(zhì)在夜間會慘不忍睹。目前市面上低照效果好的傳感器主要集中在索尼、Aptina等一些傳感器廠家。其次是ISP的調(diào)整,經(jīng)??梢栽谑忻嫔峡吹讲煌瑥S家的產(chǎn)品采用同樣的方案,同樣的傳感器,但是低照效果卻大相徑庭。這是因為ISP的降噪處理和伽馬曲線調(diào)整,噪點會使圖像顯得不清晰,但降噪處理不當又會造成嚴重的霧感、拖影,損失細節(jié)等現(xiàn)象。伽馬曲線數(shù)值設置過高會讓畫面的對比度增加,畫面變暗,畫質(zhì)通透,但是會丟失細節(jié);設置過低又會使圖像變亮,細節(jié)會增加,但是畫質(zhì)通透度變差。這就導致即使基于相同的硬件平臺,產(chǎn)品的最終效果也各有不同,更加依賴廠家自身的研發(fā)能力。
當然,任何低照度攝像機都需要有一定的光線才可使用,至于光照度的大小涉及到低照度攝像機的靈敏度。所以0LUX攝像機是沒有的,需要由紅外線燈來補光才能使攝像機可以工作。然而,在一些場所中紅外攝像機被禁止使用,因此目前為止,低照度攝像機仍有其不可替代的地位。如某些重要倉庫禁止紅外線紫外線,而這些場所又必須24小時進行監(jiān)控。在一些易燃易爆的倉庫,由于紅外攝像機的發(fā)熱量較大,易造成自燃導致火災,紅外攝像機在這些場所也被禁止。在監(jiān)控網(wǎng)絡化大潮的推動和市場需求的驅(qū)動下,星光級高清攝像機因其對弱光和低照等特殊場合的優(yōu)勢,勢必會得到大量應用。
星光級低照度產(chǎn)品的出現(xiàn),徹底解決了夜間監(jiān)控的夜晚昏暗不清圖像或是紅外下黑白的圖像。而且隨著廠家對產(chǎn)品線的補充,更是將星光級產(chǎn)品推向了幾乎所有常見的應用場景。天地偉業(yè)針對各種場景和產(chǎn)品需求推出了星光槍機、星光半球、星光球機、星光激光夜視儀等全系產(chǎn)品。星光半球主要用于室內(nèi)定點監(jiān)控,重點在于全景和大場景;星光槍機主要用于門口通道定點監(jiān)控,重點在于縱深場景;而星光球機則主要用于動點監(jiān)控,重點在于特寫和長距離監(jiān)控。
智能分析:
倉儲的警戒區(qū)域(出入口、重要區(qū)域、圍墻)要在復雜天氣環(huán)境中(例如雨雪、大霧、大風)全天候精確監(jiān)控,發(fā)生異常時,系統(tǒng)會實時發(fā)出警報、跟蹤目標軌跡并自動錄像,將事后錄像追查轉(zhuǎn)變?yōu)橛行ьA防和制止,提升了管理的安全系數(shù)。盡管視頻監(jiān)控系統(tǒng)的應用日益普及,但大多都是通過人工監(jiān)看的方式查看實時視頻。由于人類的注意力難以長時間集中,人工監(jiān)看的效果隨著事件的增長急劇衰減。為解決這類問題,智能視頻應用技術應運而生。
智能分析技術支持各種智能應用及擴展,可實現(xiàn)區(qū)域警戒、人口密度、圖像異常、車輛人員流量統(tǒng)計、車輛比對、人臉監(jiān)測甚至面部識別比對等功能,通過結合物流倉儲監(jiān)控需求,為防控工作提供數(shù)據(jù)分析。主要算法應用包括:區(qū)域警戒——對于用戶設定區(qū)域內(nèi)的人員移動自動監(jiān)測和報警,比如檢測是否有行人或車輛進入預定區(qū)域(或越線)并提示報警。行為分析——對于人員打架斗毆或劇烈運動自動監(jiān)測和報警。物品遺留/物品丟失——對于可疑人物或車輛在指定的區(qū)域內(nèi)長時間徘徊或停留自動監(jiān)測和報警,當其余內(nèi)的人物或車輛突然消失時自動監(jiān)測和報警。人臉檢測——對經(jīng)過設定區(qū)域的行人進行人臉檢測和跟蹤,篩選出人臉圖像實時布控,并為后期查詢提供依據(jù)。
智能分析技術可以有多種應用方式,不但可以在前端攝像機中集成,還可以在后端管理平臺軟件中實現(xiàn),可以根據(jù)實際項目的需求和成本預算靈活配置。智能分析技術的優(yōu)劣主要考量準確率,這就對現(xiàn)場攝像機的選型和部署提出了具體要求,比如根據(jù)具體場景(應用于大門、樓道和電梯口甚至室外通道等),考慮攝像頭與地面夾角、攝像機與目標方向夾角、光照條件和天氣狀況(晴天陰天和雨雪均會帶來不同影響)。
物流倉儲的未來變化
除了集中倉儲環(huán)節(jié),物流過程監(jiān)控也延伸到用戶身邊。今年兩會,“互聯(lián)網(wǎng)+”戰(zhàn)略被正式寫入了政府工作報告,電子商務對物流的推動作用越來越重要。“最后一公里”占到整個物流配送成本的30%以上,具有巨大的成本壓縮空間。目前,盡管快遞業(yè)在飛速發(fā)展,但依然不能完全滿足電商產(chǎn)生的巨大需求,快遞最后100米問題成為效率提升的瓶頸之一。如何在物流活動中全面運用傳感技術、定位技術、視頻監(jiān)控技術等現(xiàn)代信息和通信技術,充分利用信息流調(diào)控和主導物流,有效配置物流資源成為新課題和商業(yè)模式,智能快遞就是一種新的服務嘗試。快遞到小區(qū)以后,如果小區(qū)安有智能快遞包裹箱設備,快遞員會把包裹存放在該設備里,它會自動發(fā)一個提取碼到你手機上,把提取碼輸進去,對應的箱門會打開,里面就是你的包裹。相當于超市的一個包裹存儲箱。這個智能自提柜的投遞取件全程監(jiān)控,就依賴前臺站點快件存取+后臺數(shù)據(jù)管理+視頻輔助監(jiān)控,安全、便攜、高效,收件不受時間限制,提升快遞行業(yè)整體工作效率。