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IA na gestão do tráfego: Do congestionamento à coordenação

Descobre como a IA melhora a gestão do tráfego com a localização de matrículas, melhorando a segurança rodoviária, reduzindo o congestionamento e fazendo cumprir as leis de trânsito.

Com mais de 1,47 mil milhões de veículos nas estradas atualmente, o acompanhamento e a gestão eficazes do tráfego tornaram-se um desafio cada vez mais complexo. Os métodos tradicionais têm dificuldade em acompanhar o volume e a dinâmica do tráfego moderno. É aqui que entra a Inteligência Artificial (IA), como um fator de mudança na gestão do tráfego e na tecnologia de segurança rodoviária, utilizando soluções em tempo real e baseadas em dados que melhoram a eficiência e a segurança. De facto, os estudos mostram que os sistemas de gestão de tráfego alimentados por IA podem reduzir os atrasos no tráfego até 25%, melhorando significativamente os tempos de deslocação e reduzindo o congestionamento.

Neste blogue, vamos explorar o impacto da IA na gestão do tráfego, centrando-nos nas especificidades da deteção de matrículas. Examinaremos as utilizações actuais, os benefícios, os desafios e destacaremos as aplicações reais que demonstram o potencial da IA para criar sistemas de monitorização do tráfego mais inteligentes, seguros e eficientes.

O papel da IA na gestão do tráfego

As aplicações da IA na gestão do tráfego são vastas e variadas. Neste blogue, vamos centrar-nos principalmente na forma como a visão computacional, um campo especializado da IA que analisa imagens, pode melhorar significativamente a gestão do tráfego.

  • Analisar e prever o fluxo de tráfego: como a IA ajuda a compreender e a prever os padrões de tráfego.
  • Deteção e gestão de incidentes: O papel da IA na identificação e resposta rápida a incidentes de trânsito.
  • Aplicação automatizada das leis de trânsito: Utilização de IA para aplicar leis como limites de velocidade e sinais de trânsito.

Reconhecimento de matrículas

Figura 1. Utiliza o Ultralytics Yolov8 para o reconhecimento de matrículas.

Uma das aplicações mais interessantes da IA na gestão do tráfego é o reconhecimento de matrículas. Ao utilizar modelos avançados de IA e câmaras de alta resolução, podemos ler com precisão os números das matrículas dos veículos que passam, contribuindo para a tecnologia de segurança rodoviária ao garantir que os veículos cumprem as leis e os regulamentos de trânsito.

Como é que isto funciona? Os modelos de visão por computador são primeiro treinados para detetar as matrículas dos veículos que passam. Assim que uma matrícula é detectada, o modelo lê e extrai o número da matrícula, permitindo uma identificação eficiente do veículo. No backend, esta informação é cruzada com extensas bases de dados que armazenam detalhes do veículo, permitindo aos sistemas de seguimento de veículos identificar e seguir com precisão o veículo especificado.

Um modelo notável para a construção de sistemas de deteção de placas é Ultralytics YOLOv8. YOLOv8 é um modelo de visão computacional de última geração que se destaca na deteção de objectos em tempo real, classificação, segmentação de instâncias, estimativa de pose e pode ser adaptado a inúmeras aplicações, incluindo a deteção de matrículas. 

Aplicações do reconhecimento de matrículas

Aplicação da lei

Antes de mais, os Sistemas de Deteção de Matrículas são amplamente utilizados pelas agências de aplicação da lei. Estes sistemas são utilizados principalmente para emitir multas por excesso de velocidade, por não usar o cinto de segurança e por utilizar telemóveis durante a condução. Além disso, esta abordagem é utilizada para melhorar a capacidade de localizar e recuperar veículos roubados. 

Por exemplo, a Driver and Vehicle Standards Agency (DVSA), em Inglaterra, utiliza a tecnologia de reconhecimento automático de matrículas (ANPR) a nível local, regional e nacional para detetar, dissuadir e impedir os operadores que violam a lei.

Utilizando modelos avançados de IA como YOLOv8, estes sistemas podem detetar com precisão estas infracções e capturar a matrícula do veículo. O modelo YOLOv8 destaca-se na deteção de objectos em tempo real, garantindo que as autoridades possam identificar rapidamente e com precisão as infracções e enviar ao condutor a multa e o bilhete adequados.

Estes modelos seguem normalmente a abordagem do reconhecimento automático de matrículas (ANPR). Para compreender como funcionam estes modelos de deteção de IA, imagina ensinar uma criança a reconhecer diferentes raças de cães. Mostras-lhe muitas imagens e apontas as características específicas que diferenciam um Labrador de um Poodle. Da mesma forma, estes modelos de IA são alimentados com inúmeras imagens rotuladas de veículos e respectivas matrículas, aprendendo a selecionar e a recordar as características únicas de cada matrícula. Este processo de treino permite aos modelos identificar e reconhecer com precisão os diferentes números e letras das matrículas.

Figura 2. Utilização de Ultralytics Yolov8 para aplicação da lei.

Gestão de estacionamento inteligente

Outra aplicação valiosa da visão computacional na gestão do tráfego é a gestão inteligente do estacionamento. Utilizando modelos como YOLOv8, estes sistemas podem identificar com precisão lugares de estacionamento vazios e guiar os condutores até eles, optimizando a utilização do espaço e reduzindo o tempo de procura. YOLOv8 A capacidade de deteção em tempo real do sistema de visão computacional da Microsoft garante uma gestão eficiente dos recursos de estacionamento.

A deteção de matrículas também ajuda neste processo. Quando um veículo se aproxima do parque de estacionamento, as câmaras de alta resolução captam e reconhecem o número da matrícula utilizando modelos avançados de IA. O sistema abre então o portão para os veículos autorizados, garantindo uma entrada sem problemas. Além disso, o sistema calcula a taxa de estacionamento com base na duração da estadia e processa automaticamente o pagamento usando o método pré-registado do proprietário do veículo, eliminando a necessidade de pagamento manual em quiosques.

Fig. 3. Utiliza o site Ultralytics Yolov8 para a gestão inteligente do estacionamento.

Cobrança automática de portagens

Os sistemas de cobrança de portagens cobram taxas pela utilização de estradas, pontes ou túneis específicos, principalmente para financiar a sua construção, manutenção e funcionamento. A cobrança automatizada de portagens melhora o fluxo de tráfego, eliminando a necessidade de cada veículo parar e pagar manualmente. Isto ajuda a otimizar o tráfego e a reduzir o congestionamento. Câmaras especializadas lêem o número da matrícula de cada carro que passa e emitem automaticamente a portagem especificada, tornando o processo mais eficiente e contínuo.

A lista de aplicações continua a crescer, uma vez que a utilização da deteção de matrículas pode servir um número crescente de objectivos.

Fig. 4. Um sistema de cobrança automática de portagens.

Desafios da IA na gestão do tráfego

Como vimos, a IA de visão proporciona uma vasta gama de benefícios, mas é essencial reconhecer alguns desafios gerais que estão normalmente associados à gestão do tráfego.

  • Elevados custos de implementação: A implementação de sistemas de gestão de tráfego baseados em IA requer um investimento significativo em infra-estruturas avançadas, incluindo câmaras de alta resolução, sensores e recursos informáticos. Estes custos iniciais de instalação podem ser substanciais, com o custo de um radar de velocidade médio a atingir 1,5 milhões de libras por milha no ano 2000.
  • Despesas de manutenção contínua: É necessária uma manutenção regular para garantir a fiabilidade e a precisão destes sistemas. Isto inclui verificações de rotina, actualizações e reparações, que podem ser dispendiosas ao longo do tempo. Além disso, a infraestrutura é vulnerável a danos provocados por factores ambientais, como chuvas fortes, tempestades e condições meteorológicas extremas. Estes elementos podem degradar o equipamento, levando a um aumento dos custos de manutenção e substituição.

Agora, vamos concentrar-nos nos desafios específicos do reconhecimento de matrículas.

  • Obstruções parciais: As chapas de matrícula podem estar parcialmente cobertas por sujidade, lama ou outros objectos, dificultando a deteção da chapa completa pela IA.
  • Danos: As chapas danificadas, dobradas ou desbotadas podem reduzir a precisão da deteção e do reconhecimento.
  • Privacidade dos dados: A captação e o tratamento de imagens de veículos e das respectivas matrículas implicam o tratamento de informações sensíveis e suscitam preocupações de privacidade que devem ser abordadas.
  • Conformidade regulamentar: A conformidade com as leis e regulamentos locais e internacionais relativos à recolha, armazenamento e utilização de dados é essencial para evitar problemas legais.

Para onde se dirige a IA na gestão do tráfego?

Embora a gestão do tráfego tenha melhorado significativamente com a introdução da IA, há sempre espaço para mais avanços. À medida que a tecnologia continua a evoluir, podemos esperar várias melhorias, como a integração de sistemas de gestão de tráfego baseados em IA em infra-estruturas urbanas inteligentes mais amplas, permitindo uma comunicação perfeita entre vários sistemas urbanos.

Espera-se também que os futuros modelos de IA se tornem ainda mais eficientes e precisos na deteção e reconhecimento de matrículas e que estejam mais bem equipados para lidar com condições meteorológicas adversas, como a chuva, o nevoeiro e a neve, garantindo uma deteção fiável mesmo em ambientes menos ideais.

Conclusão

O domínio da visão por computador registou avanços notáveis nos últimos anos, com o lançamento de novos modelos que superam significativamente os seus antecessores. Estas inovações permitiram uma vasta gama de aplicações na gestão do tráfego, desde a deteção de matrículas a sistemas de estacionamento inteligentes. Utilizando modelos de ponta como YOLOv8, esses sistemas oferecem maior precisão, processamento em tempo real e desempenho robusto, mesmo em condições desafiadoras.

À medida que a IA continua a evoluir, podemos esperar soluções ainda mais sofisticadas e integradas para a gestão do tráfego. Estes avanços não só melhorarão a eficiência e a segurança, como também contribuirão para ambientes urbanos mais inteligentes e sustentáveis. O futuro da IA na gestão do tráfego é brilhante, prometendo melhorias contínuas que irão redefinir a forma como navegamos e gerimos as nossas cidades.

Interessado no futuro da visão computacional? Para mais informações sobre as mais recentes tecnologias de visão computacional, podes explorar os documentos Ultralytics e verificar os seus projectos em Ultralytics GitHub e YOLOv8 GitHub. Para mais informações sobre aplicações de IA em várias indústrias, podes achar particularmente úteis as páginas de soluções em Self-Driving Cars, e Manufacturing.

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