Методы и алгоритмы адаптации и обеспечения многофункциональности системы технического зрения наземных подвижных объектов

• Автор: Медведев, Артем Викторович
• Шифр специальности: 05.13.05
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 126 с. : ил.

1 АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ.

2 МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ТЕХНИт1ЕСКОГО ЗРЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ.

2.1 Математическая модель ввода изображения.

2.2 Математическая модель выделения контуров объектов.

2.3 Математическая модель адаптации системы технического зрения наземного подвижного объекта к изменяющимся погодным условиям
2.4 Математическая модель компенсации размытости изображения и обнаружения движущихся объектов
2.5 Математическая модель определения пространственных координат объектов системой технического зрения наземного подвижного объект
2.6 Математическая модель обнаружения препятствия перед наземным подвижным объектом.

2.7 Математическая модель идентификации объекта на различных кадрах изображения.

2.8 Математическая модель обнаружения глаз водителя и определения их состояния.

2.9 Обобщенный алгоритм функционирования системы технического зрения наземного подвижного объекта
3 АЛГОРИТМЫ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЯ И СИНТЕЗ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕ1ИЯ НАЗЕМНОГО ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
3.1 Калибровка системы технического зрения наземного подвижного объекта
3.1.1 Калибровка фокусных расстояний системы технического зрения
наземного подвижного объекта.
3.1.2 Коррекция оптических искажений оптикоэлектронного датчика
3.1.3 Калибровка положения оптикоэлектронных датчиков системы технического зрения наземного подвижного объекта.
3.1.4 Алгоритм калибровки системы технического зрения наземного подвижного объекта.
3.2 Метод и аппаратноориентированный алгоритм компенсации размытости изображения и обнаружения движущихся объектов.
3.3 Метод адаптации системы технического зрения наземных подвижных объектов.
3.4 Аппаратноориентированный алгоритм обнаружения глаз водителя
3.5 Анализ точности обнаружения и определения координат объектов системой технического зрения наземного подвижного объекта
3.5.1 Точность катибровки фокусных расстояний
3.5.2 Точность калибровки угловых отклонений оптикоэлектронных датчиков системы технического зрения наземного подвижного объекта
3.5.3 Точность коррекции радиальной дисторсии оптической системы оптикоэлектронного датчика
3.5.4 Оценка погрешности измерения пространственных координат объектов.
3.6 Синтез структуры адаптивной многофункциональной системы технического зрения наземного подвижного объекта.
3.6.1 Модуль компенсации размытости изображения и обнаружения объектов.
3.6.2 Модуль определения состояния водителя по изображению глаз
3.6.3 Устройство ввода изображения в систему технического зрения наземною подвижного объекта.
3.6.4 Сфуктурнофункциональная организация системы технического
зрения наземного подвижного объекта.
3.7 Инженерная методика выбора параметров системы технического
зрения наземного подвижного объекта
Выводы.
4 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АДАПТИВНОЙ МНОГОФУНКЦГОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ НАЗЕМНОГО ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
4.1 Аппаратнопрограммный стенд для проведения испытаний
4.2 Методика проведения испытаний адаптивной многофункциональной системы технического зрения наземного подвижного объекта
Заключение.
ВВЕДЕНИЕ


Целью работы является разработка адаптивной многофункциональной системы технического зрения, повышающей безопасность дорожного движения за счет анализа ситуации па дороге и состояния водителя. СТЗ по реальным изображениям и пу тем имитационного моделирования. Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются теория распознавания образов, теория проектирования устройств ЭВМ, теория нечеткой логики, методы обработки и анализа дискретных изображений. СТЗ подвижного объекта, особенностью которой является разработка и введение специализированных вычислительных устройств и связей с другими элементами системы, обеспечивающая требуемую точность обнаружения препятствий на пути движения объекта и оценка состояния водителя. Объект исследований автоматические средства повышения точности функционирования СТЗ НПО. Предмет исследований процессы обработки изображений СТЗ подвижных объектов. Основные результаты, полученные в теоретической части диссертации, доведены до уровня инженерных формул, алгоритмов и методик, что позволяет их использовать при проектировании систем технического зрения различного назначения. Апробация работы. Международных конференциях Распознавание, Курск, , 4 Ii Ii ii i i Ii , i, I, Всероссийской научнотехнической конференции Интеллектуальные и информационные системы, Тула, Международном симпозиуме Новые информационные технологии и менеджмент качества, Турция, на научнотехнических семинарах кафедры Вычислительная техника Курского государственного технического университета с по гг. Результаты работы внедрены в ОАО Счетмаш г. Курска и используются в учебном процессе Курского государственного технического университета. Публикации. Результаты проведенных исследований и разработок опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных перечнем ВАК. Получено свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ. В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем разработаны в 1 метод обнаружения глаз на изображении лица в 2 метод устранения шумов на изображении в 3, 4 алгоритм выделения контуров на изображении в 5, 6, 7 математические модели ввода изображения рабочей сцены, адаптации к изменению освещенности в 8, 9 методика проведения диагностики бортового компьютера наземного подвижного объекта. Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименований, изложена на 6 страницах и поясняется рисунками и 3 таблицами. Создатель в РФ нового научного направления повышения эффективности использования автомобилей путем увеличения скоростей и безопасности движения д. Московского автомобилыюдорожного института А. ЛЛОрчевский отмечает Ч, что одним из направлений обеспечения безопасности движения на автомобильном транспорте является создание бортовых автономных систем автоматического управления автомобилями, построенных на базе информационных устройств, анализирующих пространственные координаты между АТС в транспортном потоке. Такие системы, по существу, являются автоматами управления, функционирующими на основе информации от системы технического зрения, аналогичного зрения транспортных роботов. В качестве датчиков в этом случае используется акустические, оптические или радиолокаторы. Информация от локаторов о дистанции между АТС или АТС с препятствием на дороге перерабатывается в бортовом компьютере и используется для управления исполнительными механизмами, изменяющими режим движения или автоматически тормозящими автомобили для предотвращения столкновений. С помощью подобных систем удается снизить число ДТП от наездов и столкновений на . Одной из дополнительных задач, решаемых с помощью технического зрения, являегся управление ранним перед столкновением развертыванием средств пассивной защиты пневмоподушки безопасности в случае, когда столкновение по какимлибо причинам неизбежно. На безопасность дорожного движения влияет ряд факторов, которые подразделяются на две группы факторы, связанные с движением НПО в потоке друшх транспортных средств и факторы, обусловленные усталостью водителя.