Что такое система распознавания дорожных знаков

Description: Система распознавания дорожных знаков, принципы работы, условия эксплуатации и основы правильного использования в дороге.

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.

sis-rasp-dzСистема распознавания дорожных знаков

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.

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.

Как устанавливаются дорожные знаки?

Для установки самого знака понадобятся опоры, стойки и элементы крепежа

.

Опоры

помогают зафиксировать знак в определенной позиции. Их изготавливают из металла, дерева, железобетона, пластика и др.

Стойки

для знаков производят из прочного материала, способного выдержать любые погодные условия в течение длительного времени. Обычно это труба диаметром 76 мм.

Для крепления

используют чаще всего кронштейн-хомуты диаметрами 57 и 76 мм. Они достаточно прочны.

Существуют также знаки, которые устанавливаются самовольно, их нет в ПДД («Сауна», «Въезд запрещен»). За самовольную установку знака предусмотрена административная ответственность.

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.

Качество записи

Помимо прочего, в G-Tech X77 появилась новая настройка качества записи — Full HD 60 кадров в секунду. Предыдущие модели могли похвастаться записью 60 кадров при разрешении только 720p, не более. В X77 удалось реализовать полноценное 1080p-качество, хотя на деле его заметить не просто.

Не знаю, в чём тут дело, но более плавной картинки я не заметил. Возможно система добавляет виртуальные фреймы и удвоение кадров заметно лишь в настройках файлов. Но на деле видеоролики не отличаются от обычных, снятых в формате FHD и 30 кадр/с. Так что про эту настройку можно забыть.

А вот режим Full HD MAX игнорировать не стоит. С ним качестве действительно становится чуточку лучше. Я выбрал его по умолчанию.

Дисплей

Всё происходящее на дороге дублируется на экране — 2-дюймовой IPS-матрице. Последнее означает адекватные углы обзора, даже с места водителя всё хорошо видно. Про разрешения нигде нет ни слова, однако и так понятно, что оно невысокое. Впрочем, это не недостаток — для видеорегистратора важно само наличие дисплея, углы обзора и возможность тут же просмотреть отснятый материал. Остальное сугубо вторично.

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().

epochs = 25model = Net.build(width=30, height=30, depth=3, classes=43)model.compile(loss=’categorical_crossentropy’, optimizer=’adam’, metrics=[‘accuracy’])history = model.fit(X_train, y_train, batch_size=64, validation_data=(X_test, y_test), epochs=epochs)a12e6b3e0ddca095aa0e7e32bb5ec03a.jpg

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.

plt.style.use(“plot”)plt.figure()N = epochsplt.plot(np.arange(0, N), history.history[“loss”], label=”train_loss”)plt.plot(np.arange(0, N), history.history[“val_loss”], label=”val_loss”)plt.plot(np.arange(0, N), history.history[“accuracy”], label=”train_acc”)plt.plot(np.arange(0, N), history.history[“val_accuracy”], label=”val_acc”)plt.title(“Training Loss and Accuracy”)plt.xlabel(“Epoch”)plt.ylabel(“Loss/Accuracy”)plt.legend(loc=”lower left”)plt.show()Training Loss and AccuracyTraining Loss and Accuracy

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.

Предписывающие знаки

Предписывающие дорожные знаки являются противоположностью рассмотренных выше запрещающих знаков. Предписывающие знаки позволяют выполнять только определенные действия только определенным участникам дорожного движения.

Например, дорожный знак «велосипедная дорожка» разрешает движение только велосипедистов:

За нарушение требований предписывающих знаков могут накладываться различные штрафы.

Например, за выезд на пешеходную дорожку водитель получит штраф в размере 2 000 рублей (часть 2 статьи 12.15 КоАП).

Предписывающие знаки 4.1 — 4.2Предписывающие знаки 4.3 — 4.8

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.

Характеристики Neoline G-Tech X77

  • запись видео при разрешении 1920 x 1080 точек, 30 или 60 кадр/с
  • угол захвата 140°
  • IPS-экран 2 дюйма, не сенсорный
  • поддержка карт памяти Micro SD (теперь до 256 ГБ)
  • суперконденсатор для автономного питания (см. обзор)
  • подключение Micro USB
  • GPS-модуль в креплении на стекло
  • датчики: акселерометр
  • режимы: HDR, ночная съёмка, интервальная или непрерывная (циклическая) запись
  • температура работы / хранения -10˚ / -20˚ до +60˚ / +70˚
  • питание: 5 В, 1,5 А (в штекере есть порт USB для аксессуаров или зарядки смартфона)
  • габариты: 74 x 42 x 35 мм / 93 грамма

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.

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.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.

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.

Контроль физического состояния водителя

Driver Attention Alert позволяет определять, насколько сильно устал человек, управляющий машиной. Если человек, управляющий авто, заснул, система постарается разбудить его громким звуком, если прилагаемые водителем усилия для вращения руля и нажатия педалей стали слишком слабыми, устройство предложит сделать остановку для отдыха.

Nissan не останавливается на достигнутом, продолжая работать над модернизацией существующей технологии: в настоящее время инженеры пытаются научить электронику анализировать мимику водителя.

Система Driver Attention Alert

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.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Загрузка ...