Comunicación presentada al IV Congreso Edificios Inteligentes
Autores
- Alejandro García Martín, Gerente de Ventas Zona Sur, Bosch Security & Safety Systems
Resumen
El presente proyecto tiene como objeto describir y especificar los requisitos técnicos y funcionalidades básicos necesarios para la implantación de un sistema automático de conteo, control de afluencia y grado de ocupación de espacios de interior y exterior, gracias a las cámaras IP de Bosch que cuentan con analítica de video embebida. Pretende esclarecer también las condiciones idóneas para un mejor funcionamiento de dicho sistema evitando cualquier posible error de cálculo, así como las medidas correctoras para minimizar los errores inevitables en lugares donde no es posible alcanzar las condiciones idóneas. Además, señala y recomienda los modelos de cámaras más utilizadas para llevar a cabo estas actividades de control, junto con sus principales funciones y una breve explicación final sobre la correcta colocación de dichas cámaras para optimizar su uso.
Palabras clave
Videovigilancia, Intrusión, Control, Cámaras, Conteo, Afluencia, Ocupación, Detección
Introducción
Bosch Security & Safety Systems trata de realizar de una forma más eficiente y automática tareas relacionadas con la videovigilancia y el control de accesos. Así, consigue implementar en sus cámaras tecnología que permite realizar análisis de video, consiguiendo que estas cámaras realicen actividades de conteo, control de afluencia y de grado de ocupación de forma totalmente automática.
Esto facilita en gran medida el trabajo de los los encargados de seguridad, que pueden controlar de una forma más fácil las zonas de posibles peligros, y pudiendo analizar en todo momento la situación. El objetivo de Bosch es continuar mejorando e implementando más tareas y funciones inteligentes a sus cámaras.
Descripción de la solución
Sistema automático de conteo, control de afluencia y grado de ocupación de Bosch
El sistema automático de conteo, control de afluencia y grado de ocupación de Bosch, es una solución basada en sensores de captación no intrusivos, es decir, sin contacto físico con las personas que suelen pasar inadvertidas, conectados a un software que gestiona y almacena los datos, genera alarmas, y adapta la información a los formatos necesarios para trasladarla en tiempo real a un sistema superior, como el de gestión de un edificio, o la plataforma multiservicio de una ciudad.
Como sensores se utilizarán cámaras IP de Bosch con analítica de video embebida en las propias cámaras. La analítica de video Bosch está basada en tecnologías de visión artificial desarrolladas por un departamento multifuncional con aplicaciones para el sector de la automoción (detección de objetos en la carretera, lectura de señales, vehículo autónomo, etc.), la seguridad y las ciudades inteligentes.
Las cámaras con Intelligent Video Analytics analizan permanentemente el fondo de la imagen, considerando solo los movimientos de la escena en primer plano. Es posible configurar diferentes modos de funcionamiento, entre los que destacan el modo “Seguimiento 3D”, que permite distinguir entre personas a pie, motocicletas, turismos y camión, y el modo “Seguimiento de personas 3D”, que realiza la división de un grupo de personas juntas en personas individuales.
Las cámaras con Intelligent Video Analytics analizan permanentemente el fondo de la imagen, considerando solo los movimientos de la escena en primer plano. Es posible configurar diferentes modos de funcionamiento, entre los que destacan el modo “Seguimiento 3D”, que permite distinguir entre personas a pie, motocicletas, turismos y camión, y el modo “Seguimiento de personas 3D”, que realiza la división de un grupo de personas juntas en personas individuales.
Las cámaras cuentan con diferentes reglas de analítica programables en proyectos de control de aforo y ocupación. Cada cámara puede utilizar hasta 8 reglas simultáneamente, lo que permite crear eventos y conteos en diferentes áreas de la escena, establecer redundancias en el mismo acceso, o crear combinaciones entre ellas. Principalmente se utilizarán el conteo de objetos que cruzan una línea, los niveles de ocupación o aglomeración y el control de flujos, o detección del sentido del movimiento y velocidad.
Todos los datos de conteo y los eventos generados por las diferentes reglas programadas en la cámara son transmitidos en tiempo real al Software de Control de Aforo, instalado en el centro de proceso de datos del edificio o de la ciudad, donde serán almacenados, tratados y adaptados a los diferentes interfaces de comunicación con otros sistemas superiores.
Disponer de la analítica de video embebida en la cámara, aporta al sistema las siguientes ventajas: conectividad con banda estrecha (la conexión entre las cámaras y el Software de Control de Aforo apenas necesita ancho de banda, ya que sólo se transmiten los datos relacionados con el conteo y los eventos); redundancia en los datos (Es posible almacenar localmente los datos en las cámaras (incluyendo una tarjeta SD), especialmente en casos de redes que puedan sufrir cortes de servicio puntualmente, como redundancia al almacenamiento centralizado), y protección de datos (al funcionar como un sensot no incumple la normativa de protección de datos).
El Software de Control de Aforo, dispone de los siguientes módulos: módulo de conteo, módulo de gestión (aplicación WEB que permite la configuración usuarios, cámaras, aforos y alertas).
El Sofware de Control de Aforo contiene un agente “API Rest” compatible con el Context Broker de Fiware, y con otras plataformas de ciudad.
El Sistema de Control de Aforo ofrece resultados con un error inferior al 3% siempre que se den unas condiciones idóneas de funcionamiento. Entre dichas condiciones estarían la de una ilumincación uniforme, una visión cenital, una iluminación cenital, superficies no reflectantes, inexistencia de elementos que obstruyan y un máximo de 20 personas accediendo a un área, entre otros.
En instalaciones de exterior, donde no es posible conseguir las condiciones idóneas, es posible aplicar una serie de medidas correctoras con objeto de obtener resultados con un error inferior al 10%. Estas medidas serían la de la creación de conteos redundantes, corrección de sombras y filtros de objeto (tamaño, color, etc.)
La posición de la cámara es clave para obtener resultados válidos. Es recomendable una visión cenital de la escena para el conteo de personas en un acceso, ya sea interior o exterior, nunca de vista frontal. Esto permite que las personas sean detectadas y separadas fácilmente. La altura recomendada para la ubicación de la cámara es entre 3m y 6m para no afectar a la fiabilidad. Si se varía la altura, sería recomendable realizar pruebas de campo.
Es recomendable una vista panorámica en altura para la detección del grado de ocupación, aglomeraciones y flujo, sobre todo para interiores de gran tamaño o zonas de exterior. Para este tipo de aplicaciones será necesario realizar un cálculo para dimensionar correctamente el número de cámaras necesarias, la altura de instalación y la distancia focal de las lentes, en base al área a cubrir.
Para facilitar la selección del tipo de cámara (hay modelos con diferentes lentes), se recomienda utilizar la herramienta Video Analytics and Lens Calculator.
Resultados
Las cámaras recomendadas para el Sistema de Control de Aforo pertenecen a las familias 7000, 8000 y 9000. Dependiendo de las condiciones de instalación se podrán utilizar diferentes formatos. Los más utilizados son los modelos Panoramic IP 7000, principalmente para interior, y Flexidome IP 7000 para exterior.
El compromiso de Bosch es ir mejorando e incorporando nuevas tareas y funciones inteligentes a las cámaras con actualizaciones gratuitas. Hasta la fecha del documento están disponibles las siguientes:
- Detección de: objetos que se encuentran en un área y su entrada y salida; cruces de líneas múltiples comprendidos entre una y 3 líneas combinadas en una fila lógica; objetos que atraviesan una ruta; objetos inactivos por un periodo de tiempo predefinido; objetos sustraídos; objetos cambiantes en un período de tiempo configurado; nivel de aglomeración específico en un área predefinida; sentido del movimiento especificado y su velocidad, y objetos que se mueven en dirección contraria al resto.
- Conteo de: objetos que cruzan una línea virtual y objetos que están dentro de una zona y alarma al alcanzar un límite predefinido.
- Combinación de tareas utilizando secuencias.
Para mejorar la robustez y fiabilidad del sensor, la configuración permite ignorar áreas de la escena específicas y objetos pequeños, distinguir entre personas de pie, coches, motos y camiones, o usar filtros, en cualquier combinación de tamaño del objeto, velocidad, movimiento bidireccional, relación de aspecto y color.
Las estadísticas de las propiedades de los objetos se almacenan y pueden mostrarse refinando los filtros de objetos (Búsqueda Forense). Las propiedades de los objetos pueden definirse también seleccionando un objeto similar en el vídeo.
Para realizar una calibración óptima y sencilla las cámaras IP de Bosch incluyen sensores que detectan automáticamente el ángulo de la cámara respecto al suelo, el posicionamiento de la lente (distancia focal), así que solo será necesario introducir la altura de montaje la cámara.
Las analíticas de vídeo, y en concreto la destinada al conteo, afluencia y ocupación, deben ser aplicadas sobre una imagen de calidad para asegurar unos resultados fiables. Por lo que es clave el uso de sensores capaces de ofrecer las mejores imágenes en cada comento, adaptándose de forma dinámica a la iluminación, contraluces, destellos, posibles fenómenos climatológicos, o vibraciones y oscilaciones de los soportes donde se instalan. Las cámaras propuestas incorporan las siguientes funciones y prestaciones en ese sentido:
- Tecnología Starlight: visión en color desde 0,0075 lux y en blanco y negro desde 0,0011 lux.
- Rango dinámico extendido: 120dB, basado en un proceso de exposición múltiple que captura detalles en las zonas iluminadas y en las sombras.
- CBIT (Content Based Imaging Technology): se utiliza para mejorar radicalmente la calidad de imagen en todas las condiciones de iluminación y para identificar áreas para mejorar el procesamiento. La cámara examina la escena mediante la función Intelligent Video Analytics devuelve la información necesaria para reajustar el procesamiento de la imagen.
- iDNR (Intelligent Dynamic Noise Reduction): reduce los requisitos de ancho de banda y de almacenamiento. Analiza activamente el contenido de la escena y reduce los artefactos de ruido de forma acorde.
- Codificación basada en zonas: Se pueden ajustar parámetros de compresión para un máximo de ocho zonas para realizar una alta compresión de las zonas de poco interés, dejando más ancho de banda para las partes importantes de la escena.
Muy importantes son los factores ambientales, que dependerán de la ubicación de la cámara (interior o exterior). Principalmente se tendrán en cuenta la temperatura y humedad relativa que puede soportar la cámara en funcionamiento, la protección frente a agua y polvo (IP-xx), la protección frente a la corrosión (Nema-xx), y la robustez frente a actos vandálicos (IK-xx). Las cámaras propuestas incorporan las siguientes protecciones ambientales:
Como resultado de las investigaciones de Bosch y de la implementación de la tecnología antes mencionada a sus cámaras de videovigilancia y de control de accesos, se ha conseguido que las cámaras de Bosch cumplan con funciones más allá de las básicas, mejorando la calidad de la seguridad de muchos recintos o espacios abiertos. Además, con la tecnología implementada consigue que las imágenes sean de gran calidad, incluso en la oscuridad.
Discusión y conclusiones
Las nuevas aplicaciones de las cámaras de Bosch no mejoran solo la calidad del trabajo de los encargados de seguridad, sino que supone una gran mejora en la calidad de las personas que se ven afectadas. Es decir, se traduce en una mayor tranquilidad de las personas que acuden a eventos en los que la aglomeración es elevada, y se reduce el riesgo de posibles estampidas en las que no haya opción de movimiento por problemas de superar el aforo.
Bosch con esto consigue que sea bastante fácil reconocer y analizar en cualquier momento la cantidad de personas que hay en un área determinado, para poder controlar esa área mejor.
Pero los beneficios también incluyen labores de seguridad tales como protección de las personas de un área determinada gracias a la detección de cualquier objeto sospechoso o cualquier movimiento de una persona sospechoso. Los sistemas de Bosch alertan automáticamente a los encargados para que puedan actuar con la mayor brevedad posible, evitando así posibles tragedias.
Además de labores de seguridad, las funciones que implementa Bosch Security & Safety Systems pueden utilizarse como labores de investigación, como por ejemplo para determinar facilmente el número de personas que frecuentan una ubicación concreta.