Система распознавания дорожных знаков лексус

Добавил пользователь Alex
Обновлено: 05.10.2024

Проверяем системы распознавания знаков в деле

Подача информации «баварцем» выше всяких похвал: цветные знаки транслируются на проекционный дисплей вместе с текущим значением скорости. Информация о запрете и разрешении обгонов выскакивает отдельными символами — пропустить или перепутать невозможно.

У видеокамеры переднего обзора достаточно работы. Тем не менее список объектов, которые она фиксирует, продолжает расти. Образы автомобилей и пешеходов, дорожная разметка, а теперь еще и знаки. Разумеется, не все. Чтобы система не распылялась по пустякам, разработчики вложили в электронную память минимум символов: ограничение максимальной скорости, запрет обгона и сопряженные с ними таблички с временем и зоной действия, знаки отмены. Их и распознает система, передавая изображение на панель приборов. Машин с такой опцией пока немного, среди поставляемых к нам еще меньше. На тест попали БМВ 3‑й серии и «Опель-Инсигния». И хотя задачи у этих систем одинаковые, различий в работе набралось предостаточно.

ПРЕДМЕТ И МЕТОД

Типичные ситуации для проверки устройств в избытке предоставляют дороги общего пользования. Подмосковные трассы богаты различными ограничениями скорости, более узкие шоссе — запрещающими обгон «леденцами», магистраль и скоростное кольцо в черте города — нестандартными знаками, которые видеоглазок должен считать на довольно быстром ходу. Маршрут мы прошли дважды: в светлое время и в темноте. Причем днем ветровое стекло периодически смачивал дождь, а большегрузные фуры щедро обдавали грязью. В общем, от дорожных реалий не отступили.

В отличие от большинства электронных ассистентов, ответственный за распознавание знаков устроен сравнительно просто. Камера выхватывает и сверяет со своей картотекой таблички, схожие по форме, набору и расположению символов. На похожие ограничения максимальной массы или высоты автомобиля (тоже крупные цифры в красной окантовке) сканеры не реагируют. Правда, доходит до курьезов. При обгоне очередного грузовика «Опель» неожиданно высветил на дисплее «30». Оказалось, сканер считал миниатюрный знак ограничения скорости на цистерне поливальной машины.

2Оба сканера распознают знаки, нарисованные на прямоугольниках временных щитов, — ведь важна форма рисунка, а не подложка. Кроме того, системы четко выхватывают ограничения скорости, горящие на свето-диодных табло (хотя цвета не совпадают с таковыми на обычных дорожных знаках), на растяжках и металлических фермах.

БМВ известны знаки запрета обгона и ограничения скорости, а также их отмены. В инструкции упоминаются еще дополнительные информационные таблички «Влажная дорога» и «Зона действия». Забегая вперед, скажем, что первые нам за время прохождения маршрута не попались, а на другие машина попросту не отреагировала. «Опель», даром что попроще брендом, несет более весомый багаж знаний. Например, выучил знаки «Автомагистраль», «Дорога для автомобилей», «Пешеходная зона», да и таблички, сопутствующие основным знакам, камера «Опель ай» (Opel Eye) не игнорирует.

ПРОВЕРКА НА ДОРОГАХ

БМВ разочаровывает в первые минуты: знаки «80» на правой обочине широких московских магистралей он замечает редко. «Опель» чуть внимательнее. Но чувствуется, что для систем эти условия нештатные: на столь широкой дороге нужно дублировать информацию на растяжках, верхней рампе или разделительном барьере.

За городом помощники заработали увереннее: отвлекающей информации меньше, а знаки гораздо ближе. Однако и в этом горшочке меда не обошлось без дегтя. «Опель» чувствителен к ориентации знака. Если тот чуть наклонен или развернут, камера пропускает его. У БМВ свои причуды. В штатной навигации «баварца» зашиты ограничения скорости для всех дорог. Если сканер не видит придорожных знаков, компьютер опирается на данные дорожных карт. Но лучше бы он этого не делал! Электронный Сусанин не всегда четко отслеживает границы населенных пунктов, переключая лимиты «60» и «90». А иной раз высвечивает совершенно необъяснимые ограничения в 50 или 70 км/ч, причем смена происходит в лесу или чистом поле. Система «Опель ай» лишена привязки к навигации, отслеживает только реальную придорожную информацию, а потому и дезинформирует водителя реже.

Всякий раз, бросая взгляд на монитор «Опеля», изрядно отвлекаешься от дороги. Периферическим зрением предупреждения тоже не увидишь: монохромные подсказки не блещут четкостью изображения.

От системы БМВ, которой помогает навигация, мы ожидали более интеллектуального подхода. А именно — что она будет точнее отслеживать зоны запретов обгона или ограничения скорости. Ведь часто эти знаки действуют до ближайшего перекрестка, которые как раз отлично распознает навигатор. Но почему-то в этом случае от его помощи отказались. В итоге знак горит, пока не появится его отмена, метка в электронной карте с иным ограничением скорости или окончание заданного временного интервала. Последний нам точно определить не удалось: знаки горели на панели разное время, выявить какую-либо зависимость мы не смогли. Кстати, так же поступает и «Инсигния». А вот знак, запрещающий обгон, машина гасит четко спустя 15 секунд. К чему такая спешка? Жирный минус за подачу информации.

ДЕФЕКТЫ ЗРЕНИЯ

Кратковременный, но сильный дождь подпортил «Опелю» оценку за точность. Капли на стекле, которые не успевают смахивать щетки, снижают бдительность ассистента вдвое. Аналогично влияет на остроту его зрения и включенный в ночное время дальний свет: электроника стабильно игнорировала знаки, попадающие в свет фар. БМВ таких капризов себе не позволяет.

Второе поколение камеры «Опель ай» стало компактнее, однако упитанную «тушку» салонное зеркало все равно не скрывает. Из-за этого страдает и без того не лучшая обзорность.

Кроме того, если знак хотя бы немного перекрыт стоящим на обочине грузовиком (человеческий глаз отлавливает его и в этом случае), сканеры бессильны. Даже если дорожный «леденец» расположен чуть поодаль, гарантированно система засечет его только на невысокой скорости. Вообще чем выше забирается стрелка спидометра, тем хуже становится реакция ассистентов. Например, при разрешенных на магистрали 110 км/ч сбои в работе случались даже в идеальных условиях.

А если оценивать точность срабатывания по итогам всего теста, БМВ справился примерно с 90% встретившихся знаков, «Опель» — с 75%.

Посовещавшись, вынесли общий вердикт. Вреда опробованные системы не приносят, а в некоторых случаях их подсказки полезны. Ведь при всей внимательности и опыте все мы люди, которым, известное дело, свойственно ошибаться. Да что далеко ходить — за время 600-километрового теста мы пару-тройку раз пропускали важную информацию. Тут-то лишние электронные глаза совсем не мешали. А что иногда сбиваются — простительно. Ведь они — как начинающие водители, только набираются опыта. И, к счастью, те оплошности, которые они допускают, — это не грубые ошибки, а свойственные новичкам помарки.

Кирилл Милешкин:

Кирилл Милешкин

«Появляющиеся на проекционном дисплее цветные символы запрета обгона и его отмены просмотреть невозможно, а вот реальные знаки на обочине дорог — запросто. Темнота, капли или грязь на ветровом стекле камере не помеха. Мне бы такие зоркие глаза! В итоге БМВ превосходит „Опель“ по двум ключевым параметрам — качеству сканирования и подаче информации. Что касается неправильных подсказок навигации об ограничении скорости, то она ни разу их не завысила относительно реального лимита».

Максим Сачков:

Максим Сачков

«Я предпочел бы „Опель ай“. Электронный ассистент „баварца“ напоминает чересчур заботливую бабушку, тщательно оберегающую от всякого рода напастей своего любимого внука, а его земляк из Рюссельсхайма — молодого папашу, который предоставляет ребенку достаточно свободы и подстраховывает лишь в опасных ситуациях. Мне больше по душе, когда человек полагается на себя и не ждет постоянно помощи от других. Хотя и таким людям в трудную минуту дельный совет пригодится».

+ Проекция на ветровое стекло. Почти не реагирует на ухудшение видимости. Высокий процент распознавания, видит светодиодные, временные и висящие над дорогой знаки.

— Нечетко реагирует на знаки на широкой дороге. Подсказки навигации о разрешенной скорости не всегда верны, полезен был бы контроль зоны действия знаков при помощи навигационной системы.

Система требует перезапуска после каждого старта двигателя. Она нужна далеко не в каждой поездке, так что это простительно. Чего не скажешь о том, как автор меню владеет русским.

«Опель»

+ Распознает дополнительные таблички и знаки «Автомагистраль». Выдает информацию только о реальных дорожных знаках, не путая водителя. Видит светодиодные, временные и висящие над дорогой знаки.

— Знаки, отменяющие и разрешающие обгон, удерживаются на дисплее всего 15 с. Систему необходимо активировать после каждого пуска двигателя. Эффективность снижается ночью и при дожде. Не распознает криво стоящие знаки.

Система распознавания дорожных знаков - принцип работы, основные особенности

Лучшими технологическими специалистами совершенствуются системы, позволяющие сделать передвижение на автомобиле безопаснее. Системы активной и пассивной безопасности удерживают транспортное средство в рамках одной полосы, облегчают вхождение в повороты, исключает возможность блокировки колес и многое другое. К отдельной категории относят систему распознавания знаков дорожного движения (TSR) .
Как известно, довольно частой причиной ДТП становится незнание дорожных знаков, или не возможность быстро сориентироваться в них в незнакомом мегаполисе.

Главная задача системы заключается в:
- В своевременном выявлении и нахождении информации о приближающемся знаке;
- Уведомлении водителя;
- Световом, или же звуковом индикаторе предупреждения водителя, если с его стороны не предпринято соответствующих действий.

Инфракрасный прожектор позволяет эффективно идентифицировать знаки в темное время суток и при плохой погоде. В ситуации, когда видеокамера по каким-либо причинам не определяет знак, источником информации служат навигационные карты.

TSR второго поколения определяет такие дорожные знаки: главная дорога и ее завершение, запрет на въезд, преимущество встречного движения и необходимость уступить дорогу,начало и конец населенного пункта, въезд в жилую зону, начало и конец автомагистрали, запрет обгона, конец действия всех ограничителей.

Система распознавания дорожных знаков состоит из:
1. Видеокамеры. Она устанавливается на ветровом стекле и необходимо для выявления дорожных знаков
2. Блок управления. Отвечает за прием и обработку информации, полученной с видеокамеры и поиске совпадений в базе данных. При необходимости выводит уведомление об ограничивающем знаке.
3. Дисплей. На него выводится уведомления о скоростных ограничениях и прочих нюансов движения на определенном участке пути. Если реакция водителя отсутствует, предусмотрено звуковое и световое уведомления.

Принцип действия системы
Камера отслеживает дорогу впереди. Система сверяет данные полученные данные с фактическими. Обнаруживая форму напоминающую знак. Запрашивает дополнительные данные о цвете и дополнительных символах на них. Полученная информация сверяется с базой данных в поисках соответствий. При совпадении сверяется фактическая скорость передвижения транспортного средства с требуемой. На дисплей выводится соответствующая информация.

Достоинства TSR:
- Контроль допустимой скорости передвижения
- Снижение риска попадания в аварийные ситуации
- Вождение автомобиля с такой системой комфортнее.

Подписывайтесь на канал, впереди только новинки, только лучшее, только интересное!

Как работает система распознавания дорожных знаков

Наиболее распространенной причиной дорожно-транспортных происшествий является превышение скоростного режима. Это приводит не только к повреждению автомобилей, но и к серьезным последствиям для здоровья водителей и пассажиров. Одной из систем, разработанных для профилактики ДТП, является система распознавания дорожных знаков, которая помогает следить за допустимой скоростью и регулировать движение транспортного средства.

Что такое система распознавания дорожных знаков

Разработка предназначена для увеличения безопасности на дорогах, а также облегчение процесса вождения. Инженеры создают решения, которые будут автоматически распознавать дорожные знаки, фиксировать информацию о допустимых скоростях и ограничениях, включая направление движения, наличие перекрестков, поездных перегонов и других данных.

Чем больше предупреждений получает система от внешней среды, тем надежнее становится автомобиль и процесс вождения. Водителю физически тяжело следить за всеми параметрами дороги, особенно в длительных поездках. Программное решение способно решить проблему с невнимательностью и уменьшить влияние человеческого фактора во время движения.

Распознавание дорожных знаков является одной из составляющих, необходимых для беспилотных автомобилей. Машина должна самостоятельно определять разметку, ограничения, знаки и условия движения.

Назначения и главные функции

Поскольку причиной большинства аварий считается нарушение скоростного режима, инженеры автомобильных компаний задались целью искоренить данную проблему. Для этого в машину устанавливается система распознавания знаков. Основные функции которой:

1. Определение и подтверждение информации о дорожных знаках.
2. Поиск информации в базе данных и уведомление водителя.
3. Предупреждение с помощью светового или звукового сигнала, если скорость движения не изменяется.

Возможности систем зависят от поколений разработки. Первоначальные решения могли распознавать только ограничители скорости, запреты на обгон и некоторые дополнительные знаки. Современные системы могут расшифровывать информацию о жилых зонах, начале и конце населенного пункта, конце зоны ограничений, въезд запрещен и многое другое.

Системы находятся на начальном этапе развития, что сказывается на точности обнаружения знаков и их расшифровке. Также существует понятие слепых зон, когда датчики не могут считать информацию.

Конструктивные элементы системы

Система работает на основе сложного аппаратно-программного комплекса. Стандартные элементы конструкции:

• Видеокамера — расположена, как правило, на ветровом стекле и предназначена для обнаружения дорожных знаков.
• Блок управления — принимает информацию с камеры, обрабатывает образы и ищет совпадения с базой данных. Если обнаружено ограничение, информация передается на дисплей.
• Дисплей для вывода информации — предназначен для отображения конечной информации касательно скоростного ограничения, особенностей движения на участке пути. Если водитель не реагирует на уведомления системы, появляются звуковые или световые сигналы.

Особые требования предъявляются к качеству съемки камеры. Автомобиль движется на высокой скорости, поэтому для распознавания объектов требуется хорошая оптика с высоким разрешением картинки.

Логика и принцип работы

Пошаговое описание логики обнаружения объектов:

1. Камера анализирует окружающую среду и считывает данные о дорожных знаках.
2. Система обнаруживает форму, похожую на знак.
3. Распознавание цвета и наличия дополнительных символов.
4. Поиск соответствий в базе данных.
5. Информирование водителя через дисплей.

Последовательность распознавания типа знака:

1. Определение формы: круг, прямоугольник, квадрат.
2. Анализ цветовой гаммы.
3. Считывание символов или надписей на знаке.
4. Сравнение фактической скорости с допустимой.

Если скорость движения превышает ограничение на участке дороги, система уведомляет водителя. В остальных случаях на дисплее просто появляется информация о скоростном режиме.

Похожие разработки у разных автопроизводителей

Разработкой систем распознавания знаков занимается большинство современных компаний. Названия решений от разных производителей:

• Speed Limit Assist от Mercedes-Benz.
• Road Sign Information от Volvo.
• Traffic Sign Recognition (TSR) встречается в таких авто, как Audi, Ford, BMW, Volkswagen.
• Opel Eye от одноименного производителя.

Отличие систем заключается в качестве используемого оборудования и логики работы алгоритмов распознавания объектов на дороге.

Преимущества и недостатки

Использование систем распознавания знаков характеризуется рядом преимуществ:

• Слежение за допустимой скоростью движения.
• Увеличение безопасности автомобиля, снижение вероятности аварий.
• Повышение комфорта использования транспортного средства.

Из ключевых недостатков необходимо выделить проблемы распознавания знаков в слепых зонах, особенно когда они установлены с нарушениями. С развитием программных решений водитель будет получать рекомендации не только касательно скорости, но и правил безопасного движения.

Автомобили Opel обретают зрение: видеокамера Opel Eye читает дорожные знаки, повышая безопасность движения

Opel представляет новинку — видеокамеру, которая, оказывает водителям помощь двумя способами. Система распознавания дорожных знаков (TSR) читает знаки, указывающие на ограничение скорости и запрещающие обгон, и отображает их на панели приборов. Система предупреждения о смене полосы движения (LDW) подает сигналы водителю, который непреднамеренно смещается из своей полосы. Действуя совместно, эти две системы повышают безопасность движения, снижают стрессы для его участников и даже помогают избежать штрафов за превышение скорости.

«Эти новые функции созданы в рамках принципа Opel: повышать удовольствие от вождения, помогая водителю, не уменьшая при этом степень его контроля над автомобилем», — поясняет Ханс Демант (Hans Demant), директор-распорядитель компании Opel. — «Это значит, что система предоставляет человеку информацию, но не вмешивается в его действия».

Видеокамера с широким углом обзора и высоким разрешением, получившая название Opel Eye («глаз Оpel»), разработана инженерами GM/Opel из Руссельсхайма в сотрудничестве со специалистами из компании-поставщика Hella. Камера, расположенная между ветровым стеклом и внутренним зеркалом заднего вида, распознает дорожные знаки и линии дорожной разметки. Хотя по размеру камера не намного больше мобильного телефона, она может передавать до 30 кадров в секунду. Два процессора обработки сигналов с помощью принадлежащего GM программного обеспечения фильтруют и считывают изображения.

Внимание: новое ограничение скорости!

Система Opel Eye обеспечивает большую точность информации, чем портативные системы навигации (в памяти которых хранятся ограничения скорости), поскольку видеокамера работает в режиме реального времени. Если ограничения скорости изменяются, например, ремонта дороги, то Opel Eye обнаруживает это.

Процессоры могут распознавать дорожные знаки, поскольку они разработаны, в основном, в соответствии с Венской Конвенцией о дорожных знаках и сигналах. Это соглашение, принятое в 1968 году, стандартизирует дорожные знаки более чем в 80 странах.

«Работая над системой Opel Eye, мы подняли ее возможности до впечатляющего уровня. Например, на скоростных автомагистралях Германии для различных полос иногда предписаны разные ограничения скорости. Камера Opel Eye способна каждый раз адекватно распознавать соответствующие предписания», — рассказывает Кристоф Шмидт (Christoph Schmidt), менеджер Инженерного отдела GME Electronics.

Система предупреждения о смене полосы движения (LDW): предупреждающий сигнал указывает на непредумышленное смещение из своей полосы

Помимо вышеописанных функций, камера Opel Eye также контролирует, остается ли автомобиль на своей полосе движения. Это помогает предотвратить опасные ситуации, например, когда водитель засыпает за рулем. Систему LDW можно включить или выключить, нажав на кнопку. Если эта система активирована, то при необходимости она предупреждает водителя звуковым сигналом и миганием сигнализатора на панели приборов.

Система LDW использует второй процессор обработки сигналов и соответствующие программы, чтобы отслеживать линии разметки при скорости движения свыше 50 км/ч. Это позволяет системе распознавать полосы. Используя специальный алгоритм, определяющий условия включения предупреждающих сигналов, а также ориентируясь на поворот рулевого колеса и включение-выключение указателей поворота (указывающее на намеренное изменение полосы движения), LDW вмешивается в действия водителя только в нужные моменты.

«Автомобиль, который „видит“ и заранее предупреждает водителя о потенциальной опасности — еще один важный шаг в нашей долгосрочной стратегии обеспечения безопасности», — говорит Демант и добавляет, что GM Europe также работает над системами коммуникации «автомобиль-автомобиль», которые позволяют им обмениваться друг с другом информацией об их положении и скорости (см. V2V ).

Например, водитель получит предупреждение, если другой автомобиль движется в «мертвой зоне», которая не отражается в зеркалах; или собирается одновременно выехать на перекресток. Экспериментальный вариант такой системы в настоящее время проходит испытание на дорогах земли Хессен в Германии — при сотрудничестве местных властей.

Система Opel Eye, объединяющая TSD и LDW, будет предлагаться в качестве опции для новой модели Opel Insignia. На других моделях эта система появится в будущем, в соответствии с философией Opel, ориентированной на «демократизацию» высоких технологий.

В 2003 году Opel стал первой автомобилестроительной компанией, представившей инновационную систему адаптивного головного освещения (AFL) с функцией динамичного освещения поворотов и перекрестков (под углом 90 градусов) для автомобилей «среднего» класса. В том же году Opel предложил для модели Astra электронную систему непрерывного управления демпфированием (CDC). До этого такие системы обычно устанавливались только на «престижные» модели и эксклюзивные спортивные автомобили.

Система распознавания дорожных знаков

Вспомогательные системы

Система распознавания дорожных знаков призвана помочь водителям в повседневной езде и немного ослабить давление на мозг человека, особенно когда он уставший за рулем.

Система распознавания дорожных знаков

Основное назначение

Стоит понимать, что большинство ДТП происходит по вине водителя, который не соблюдает скоростной режим. А делается это зря, так как ограничения вводятся не просто так: скорость автомобиля должна быть такой, чтобы водитель мог успеть выполнить все принимаемые им решения, будь то маневр или экстренное торможение. Поэтому и начались разработки специальных систем, которые могут помочь водителю принимать решение или контролировать свои действия. Сейчас система распознавания дорожных знаков встречается на разных автомобилях, в том числе и таких дорогих, как BMW, Mercedes-Benz, Audi, Ford, Opel, Volkswagen и еще многие другие. Эта технология является одной из основных в системе безопасности автомобиля, которой сейчас комплектуется большинство автомобилей. Примером можно назвать Opel Eye от, соответственно, Опель. Эта система признана одной из лучших на протяжении нескольких последних лет. Mercedes-Benz же назвали свою систему Speed Limit Assist, а специализируется она на предупреждении водителя о превышении им скоростного лимита на данном участке дороге в конкретное время.

Конструкция системы

Как правило, все эти конструкции от любого производителя имеют типичный набор инструментов и устройств в своем распоряжении.

Связано это банально с тем, что для работы нужны просто одинаковые приспособления. В их число входят:

• Специальная чувствительная видеокамера.
• Экран или некое другое приспособление, на котором система отчитывается перед водителем.
• Блок управления, который и выполняет основную работу.

Видеокамера располагается рядом с ветровым стеклом в салоне автомобиля. На некоторых моделях, где эта возможность интегрирована во весь автомобиля камера может быть спрятана где-то под стеклом или, например, в уплотнителе стекла, чтобы камера не заслоняла часть лобового стекла и не закрывала обзор. Камер направлена так, чтобы ей было удобно снимать пространство впереди машины, в местах, где стоят знаки по ходу движения, то есть немного справа от дороги. Далее, отснятое видео передается в блок управления, микропроцессор которого в режиме реального времени анализирует его содержимое. Также эта камера используется и другими системами безопасности, такими как система обнаружения пешеходов, на проезжей части и система помощи движения по ряду или полосе в потоке машин.

Алгоритм распознавания

Электронный блок управления системы инициирует специальный механизм, программно заложенный в его систему. В виде последовательности его можно представить так:

1. Опознавание формы дорожного знака (а они у нас бывают очень разные).
2. Определение надписи на знаке.
3. Распознавание цвета знака.
4. Проверка наличия таблички информации.

Разберем принцип работы этого алгоритма на примере знака ограничения скорости движения, распознавание которого и ориентировано большинство автомобилей. Сначала технология опознает знак круглой формы, затем его цветовое сочетание: красное с белым. Следующим становится распознавание надписи, которая есть на знаке, то есть цифра максимально допустимой скорости. Теперь блок анализирует скорость автомобиля, с которой он едет в данный момент и, если есть различие, информирует водителя о превышении максимально допустимой скорости на данном участке дороги. Если же превышения нет, то знак просто высвечивается на приборной панели автомобиля, как бы информирую водителя о том, что знак был распознан.

Очень интересным новшеством является совместная работа системы распознавания дорожных знаков вместе с навигатором автомобиля.

Система распознавания дорожных знаков

Вспомогательные системы автомобиля всегда будут полезными, как пример частые ДТП из-за невнимательности или незнаний знаков дорожного движения. Расскажем как устроена и работает эта система. Вспомогательные системы автомобиля всегда будут полезными, как пример частые ДТП из-за невнимательности или незнаний знаков дорожного движения. Расскажем как устроена и работает эта система.

Попав в любой мегаполис, тяжело его представить без большого количества автомобилей. Как результат большая вероятность разнообразных ДТП. Причин для такого несчастного случая может быть много, но чаще всего это превышение скорости и невнимательность или незнание знаков дорожного движения.

Что такое система распознавания знаков движения

Для облегчения водителям на дороге и для исключения варианта незнания знаков, инженеры разработали систему распознавания дорожных знаков. Главным назначением системы является предупреждение водителя о дорожных знаках ограничения скорость, проезда перекрестков или других.

Многие автомобильные производители имеют в своем арсенале подобные системы, в зависимости от производителя, системы именуются по-разному. Чаще всего система встречается под названием TSR (Traffic Sign Recognition). Такое название можно встретить в автомобилях марки Audi, Ford, BMW, Volkswagen и Opel.

В автомобилях производителя Opel, система распознавания дорожных знаков входит в комплекс систем Opel Eye. Это одна из лучших комплексных систем защиты водителя признанная в 2010 году. В этот набор включены системы распознавания пешеходов, распознавания преград, автоматической парковки и подобные системы.

С прогрессом меняются и названия, система распознавания знаков может быть как самостоятельной системой, так и входить в комплексный набор систем защиты и предупреждения.

С чего состоит система предупреждения

В зависимости от марки и модели автомобиля, система может состоять из разных компонентов. Так же не исключено использование компонентов другой системы, к примеру, датчики, сканеры и камеры. Но как правило система распознавания дорожных знаков состоит из компонентов:

видеокамера на ветровом стекле;

Именно такое расположение камеры, на уровне головы водителя, позволяет максимально точно и быстро распознать дорожный знак и его наличие на дороге. Сама ж камера выполнена по последнему слову техники, качественная оптика и хорошее полученное изображение, дают больше шансов качественно распознать знак.Можно выделить два поколения систем предупреждения. Первая только информирует водителя, выводя небольшую часть информации о знаке. Второе же поколение уже намного сложней, особенно если в автомобиле есть центральный дисплей, на него будет выводиться сам знак, информация о знаке и что вы нарушили.

Первое поколение способно распознать знаки:

Второе поколение способно распознать кроме выше перечисленных знаков еще:

движение без остановки запрещено;

Это еще не полный список знаков, которые способно распознать второе поколение. Для этой системы используется разумный блок управления на основе операционной системы, и в меру появления новый знаков для распознания, система будет обновляться. Последним новшеством стало использование системы GPS вместо данных автомобиля, к примеру, скорости, пути направления и прочими данными, которые можно заменить с помощью GPS.

Принцип распознавания знаков

Так все же, как устроена система и принцип её работы. Как уже говорилось, камера на ветровом стекле это первое с чего начинается работа системы. Камера снимает путь перед автомобилем, как правило, эта зона по сторону переднего пассажира (зависит от направления движения) и вверху над водителем. Эта же камера может быть использована системой обнаружения пешеходов, или помощи движения по полосе.

После полученного изображения, информация передается на блок управления. В первом поколении блок управления простой и сравнивает полученные данные с уже существующими знаками в базе, если же знак распознан, то информация выводится водителю, в ином случае никакого действия не произойдет.

Второе поколение системы куда сложней. Полученные данные система не только перебирает, но и знак на изображении с камеры корректирует и подбирает разные комбинации возможных вариантов. Это говорит о том, что есть больше шансов распознать поврежденный или плохо просматриваемый знак. Так же во втором поколении операционка блока управления накладывает полученную информацию на карты навигации GPS и прорисовывает знаки, чтоб водитель не только слышал, но и видел возможные препятствия.

Стоит учесть, что система способна помнить действие нескольких знаков. Ведь часто бывает один знак еще не закончил зону действия, а второй также назначил свои правила.

Вывод предупреждения может осуществляться как на дисплей на панели приборов, так и на отдельный центральный дисплей вместе с картами навигации. Для примера система сравнит, какая скорость максимально допустима и насколько км/час вы превысили или же начнет информировать, если поехали на знак въезд запрещен.

Поговаривают, что третье поколение будет использовать правила движения по знакам и в случае грубого нарушения давать водителю советы как избежать нарушения и как правильно сделать. Ведь часто бывает, что новички водители без практики попросту нарушают самые простые правила по знакам.

Видео принципа работы системы распознавания дорожных знаков:

Система распознавания дорожных знаков

Одной из основных причин дорожно-транспортных происшествий с тяжелыми последствиями является превышение скорости. Система распознавания дорожных знаков призвана предупреждать водителей о необходимости соблюдения скоростного режима. Данная система определяет дорожные знаки ограничения скорости при их проезде и напоминает водителю текущую максимальную разрешенную скорость, если он движется быстрее.

Систему распознавания дорожных знаков (Traffic Sign Recognition, TSR) имеют в своем активе многие известные автопроизводители - Audi, BMW, Ford, Mercedes-Benz, Opel, Volkswagen. Система распознавания дорожных знаков на автомобилях Opel входит в состав системы Opel Eye (вместе с системой Lane Departure Warning). Система Opel Eye отмечена в числе лучших разработок в области автомобильной безопасности 2010 года. Mercedes-Benz назвал свою систему Speed Limit Assist (система контроля ограничения скорости), Volvo - Road Sigh Information, RSI (система информирования о дорожных знаках).

Применяемые на автомобилях системы распознавания дорожных знаков имеют типовую конструкцию, которая включает видеокамеру, блок управления и средство вывода информации.

Видеокамера располагается на ветровом стекле за зеркалом заднего вида. Камера снимает пространство перед автомобилем в зоне расположения дорожных знаков (справа и сверху по ходу движения) и передает изображение в электронный блок управления. Видеокамера также используется другими системами активной безопасности - системой обнаружения пешеходов, системой помощи движению по полосе.

Электронный блок управления реализует следующий алгоритм работы:

• распознавание формы дорожного знака (круглая форма);
• распознавание цвета знака (красный цвет на белом);
• распознавание надписи (величина скорости);
• распознавание информационной таблички (вид транспорта, время действия, зона действия );
• анализ фактической скорости автомобиля;
• сравнение скорости автомобиля с максимально допустимой скоростью;
• визуальное и звуковое предупреждение водителя при отклонении.

Изображение в виде знака ограничения скорости выводится на дисплей комбинации приборов или дисплей информационной системы и остается видимым, пока ограничение не закончится или будет изменено. На автомобилях, оборудованных информационным дисплеем, изображение выводится на лобовое стекло.

В ряде конструкций система распознавания дорожных знаков взаимодействует с навигационной системой и использует сведения о знаках ограничения скорости из навигационных карт. Даже если знак не будет определен видеокамерой, информация о нем будет выведена на панель приборов.

Система способна распознавать ограничения скорости, действующие для определенного вида транспорта (по знакам дополнительной информации - табличкам), а также знаки отмены ограничения скорости. Система Opel Eye пошла дальше - она распознает наряду со знаками ограничения скорости, знаки, запрещающие обгон.

Система распознавания дорожных знаков второго поколения информирует водителя о различных дорожных знаках. Помимо знаков ограничения скорости, запрета обгона, отдельных знаков дополнительной информации, система распознает следующие знаки:

• движение без остановки запрещено;
• въезд запрещен;
• главная дорога (конец главной дороги);
• преимущество встречного движения (преимущество перед встречным движением);
• уступите доргу;
• конец зоны всех ограничений;
• начало (конец) населенного пункта;
• начало (конец) автомагистрали;
• жилая зона.

Перечисленные знаки на дисплее не отображаются. Информация о распознанных знаках согласуется с данными навигационной системы, текущими параметрами движения автомобиля. В результате система информирует водителя о текущей дорожной ситуации и способствует безопасному движению.

Системы распознавания дорожных знаков — повышение безопасности и комфорта

Многие модели современных автотранспортных средств оснащаются комплексом систем, предназначенных для поднятия уровня активной и пассивной безопасности. Одни удерживают машину в рамках полосы, другие препятствуют блокировке колес, третьи облегчают вхождение в повороты и т. д. Особняком стоит система по распознаванию знаков дорожного движения. На английском она часто обозначается аббревиатурой TSR.

Как функционирует TSR

На сегодняшний день ведущие производители автомобилей (такие, как Ford, BMW, Audi, Volkswagen, Opel, Mercedes-Benz) устанавливают ее на свою продукцию. Основным предназначением этой новинки является предупреждение тех, кто в данный момент за рулем, о необходимости соблюдения максимальной скорости движения. В тот момент, когда машина минует очередной знак, установка фиксирует текущую скорость движения и то, насколько водитель ее придерживается. Если же нет, то оборудование напоминает водителю о недопустимости превышения. Интересно, что у разных производителей такие установки могут называться по-разному, хотя выполняют схожие функции. Так, у Mercedes Benz она именуется Speed Limit Assist (буквально, система по контролю за ограничением скорости), у Opel — Opel Eye (признана лучшей инновацией в сфере автобезопасности за 2010-й год). Производитель Вольво назвал свое детище Road Sign Information, что в переводе звучит, как комплекс информирования о дорожных знаках.

Ключевые компоненты и принцип действия

Итак, каждая из подобных систем для распознавания (идентификации) дорожных знаков имеет примерно идентичную техническую конструкцию. Главными составляющими ее выступают: блок управления, стандартная видеокамера, а еще средство для передачи и вывода результатов. Что касается самой камеры, то ее крепят за зеркалом заднего вида на лобовом стекле. Ее задача — отслеживать пространство впереди и по бокам транспортного средства, там, где могут устанавливаться знаки в районе дорожного полотна. Снятое изображение транслируется на блок управления. Видеокамеры в настоящее время активно применяется при разработке различных современных систем безопасности. Теперь стоит рассмотреть, как работает и для чего предназначен электронный блок управления. Основные его задачи таковы:

• распознавание по внешней форме дорожного знака;
• идентификация его цветового исполнения;
• считывание надписи (в данном случае, цифр, обозначающих скоростной режим);
• контроль текущей скорости передвижения;
• распознавание прочей информации, которую передает знак (к примеру, зона или период действия);
• извещение при помощи звука либо цветового индикатора в случае отклонения фактической скорости от рекомендуемого значения.

Как функционируют более современные системы идентификации

Такой индикатор выводится на дисплей приборной панели или информ-системы и сигнализирует до тех пор, пока водитель не убавит скорость или не закончится действие знака, ограничивающего скорость передвижения. На некоторых из современных авто система распознавания работает в тандеме с комплексом навигации, который черпает сведения из навигационных карт. Для того, чтобы система могла работать эффективно и ночью, и в плохую погоду, она может оснащаться инфракрасным прожектором. Существуют ситуации, когда видеокамера по каким-либо причинам не может идентифицировать табличку с ограничением скорости. В таких случаях информация будет взята с навигационных карт, а сигнализатор отреагирует на нее, как ему и положено. Самые прогрессивные системы, к примеру, такие, как устанавливает на свои машины Опель, распознают не только знаки по ограничению скоростного режима, но и те, которые запрещают обгон на конкретном участке дороги. Однако с развитием технологий были разработаны более хитроумные конструкции. Они могут идентифицировать следующие типы дорожных знаков:

• главная дорога или окончание ее действия;
• запрещен въезд;
• запрещен обгон;
• начало или конец населенного пункта;
• преимущество в движении или требование уступить движение;
• начало или окончание автомагистрали;
• территория «жилая зона»;
• конец действия всех ограничений.

Понятный алгоритм работы — повышение уровня безопасности

Однако это не означает, что каждый из этих знаков будет отображаться на информационном табло дисплея (приборной панели). Эти сведения учитываются в текущих параметрах движения автомобиля, сверяются с данными, которые берутся с навигационных карт. Однако весь комплекс по распознаванию знаков дорожного движения функционирует как единое целое и направлен на то, чтобы повысить безопасность для водителя и его пассажиров, а также других участников. Принцип работы таких систем рассчитан на то, чтобы визуально распознавать дорожные объекты, считывать с них информацию и логически обрабатывать ее. Происходит это примерно по следующему алгоритму:

• видеокамера находится в постоянном наблюдении и считывает данные о наличии дорожных знаков;
• как только обнаруживается объект по форме напоминающий знак, сведения о нем передаются на ЭБУ;
• начинается процесс распознавания цвета и дополнительной информации;
• в базе данных проводится поиск соответствия;
• на основании проведенного анализа система информирует водителя, при необходимости.

Установка будет уведомлять водителя в том случае, если он превысил допустимый порог скорости. В остальных ситуациях на табло будет просто выводиться информация о текущей скорости транспортного средства. Системы для идентификации знаков на дороге обладают рядом достоинств, однако высокие требования предъявляются к качеству записи видеокамеры — все-таки автомобили передвигаются с высокой скоростью.

Преимущества систем распознавания и рекомендации по их использованию

К числу положительных сторон такого автоматизированного оборудования относятся:

• контроль за соблюдением допустимого скоростного режима;
• повышение общего уровня безопасности для участников движение, что автоматически приводит к уменьшению вероятности аварий и травматизма;
• увеличение комфорта от пользования транспортным средством.

Однако, если знаки размещены в «слепых» зонах, погнуты или не восстанавливались, то они могут не быть распознаны оборудованием. Поэтому этот момент стоит учитывать обязательно, не забывая самостоятельно контролировать дорожную обстановку.

Несмотря на то, что главной задачей любого такого оборудования является подстраховка водителя от усталости или недостаточного опыта, все-таки электроника не может тягаться по своей эффективности с человеческим глазом. Все потому, что для неё необходимы практически идеальные условия работы. Правильнее будет относиться к ней не столько, как к незаменимому помощнику, сколько как к вспомогательному оборудованию, которое может подстраховать в сложной ситуации.

Распознавание дорожных знаков

Компьютерное зрение — это область компьютерных наук, которая фокусируется на воспроизведении частей сложной системы зрения человека и позволяет компьютерам идентифицировать и обрабатывать объекты на изображениях и видео, а также людей. Ранние эксперименты в области компьютерного зрения начались в 1950-х годах и впервые были коммерчески использованы для различения печатного и рукописного текста в 1970-х годах. Сегодня приложения компьютерного зрения выросли в геометрической прогрессии. В этой статье показан пример как можно распознавать дорожные знаки с помощью компьютерного зрения.

Набор данных дорожных знаков

В рамках этой статьи используется общедоступный набор данных, доступный в Kaggle: GTSRB — это мультиклассовая задача классификации одного изображения, которая проводилась на Международной совместной конференции по нейронным сетям (IJCNN) 2011. Набор данных содержит более 50 000 изображений различных дорожных знаков и классифицируется на 43 различных класса. Он весьма разнообразен: некоторые классы содержат много изображений, а некоторые классы - несколько изображений.

Изучение набора данных

В начале импортируем все необходимые библиотеки.

Для тренировки нейронной сети будем использовать изображения из папки «train», которая содержит 43 папки отдельных классов. Инициализируем два списка: data и labels. Эти списки будут нести ответственность за хранение наших изображений, которые мы загружаем, вместе с соответствующими метками классов.

Далее, с помощью модуля os мы перебираем все классы и добавляем изображения и их соответствующие метки в список data и labels. Для открытия содержимого изображения используется библиотека PIL.

Этот цикл просто загружает и изменяет размер каждого изображения до фиксированных 30×30 пикселей и сохраняет все изображения и их метки в списках data и labels.

Затем нужно преобразовать список в массивы numpy для подачи в модель.

Форма данных - (39209, 30, 30, 3), означает, что имеется 39 209 изображений размером 30×30 пикселей, а последние 3 означают, что данные содержат цветные изображения (значение RGB).

Из пакета sklearn мы используем метод train_test_split() для разделения данных обучения и тестирования, используя 80% изображений для обучения и 20% для тестирования. Это типичное разделение для такого объема данных.

Давайте проверим, сколько классов у нас есть и сколько изображений в обучающем наборе для каждого класса и построим диаграмму распределения классов.

Диаграмма распределения

После увеличения наш обучающий набор данных имеет следующую форму.

Давайте еще раз проверим распределение данных.

Диаграмма распределения после аугментации

На графика видно, что наш набор стал более сбалансирован. Далее из пакета keras.utils мы используем метод to_categorical для преобразования меток, присутствующих в y_train и t_test , в one-hot encoding.

Построение нейронной сети

Для создания нейронной сети будет использоваться библиотека Keras]. Чтобы классифицировать изображения по соответствующим категориям, мы построим модель CNN (сверточная нейронная сеть). CNN лучше всего подходит для целей классификации изображений.

Архитектура нашей модели:

2 Conv2D слоя (filter=32, kernel_size=(5,5), activation=”relu”)

MaxPool2D слой ( pool_size=(2,2))

Dropout слой (rate=0.25)

2 Conv2D слоя (filter=64, kernel_size=(3,3), activation=”relu”)

MaxPool2D слой ( pool_size=(2,2))

Dropout слой (rate=0.25)

Flatten слой, чтобы сжать слои в 1 измерение

Dense слой (500, activation=”relu”)

Dropout слой (rate=0.5)

Dense слой (43, activation=”softmax”)

Обучение и проверка модели

Мы строим нашу модель вместе с оптимизатором Adam , а функция потерь — это categorical_crossentropy , потому что у нас есть несколько классов для категоризации. Затем обучаем модель с помощью функции model.fit() .

Как вы можете видеть, наша модель обучалась в течении 25 эпох и достигла 93% точности на тренировочном наборе данных. С помощью matplotlib мы строим график для точности и потерь.

Training Loss and Accuracy

Читайте также:

  
• Ремонт цилиндра подъема кузова камаз 6520
  
• Фольксваген кадди и аналоги
  
• Great wall safe гидрокомпенсаторы аналог
  
• Замена заднего ступичного подшипника ауди q5
  
• Отличия мерседес glc и gle