Методы и алгоритмы адаптации и обеспечения многофункциональности системы технического зрения наземных подвижных объектов
Диссертация
Проведены экспериментальные исследования, подтверждающие адекватность разработанной математической модели СТЗ, что позволяет использовать математическую модель для теоретических исследований при решении других связанных с анализом движущихся объектов задач. Сравнительный анализ СТЗ свидетельствует о повышении точности обнаружения встречного препятствия при большой скорости движения в 1,2 раза… Читать ещё >
Содержание
- 1. АНАЛИЗ МЕТОДОВ И СИСТЕМ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ ОБЕСПЕЧЕНИЯ БЕЗОПАСНОСТИ ДОРОЖНОГО ДВИЖЕНИЯ НАЗЕМНЫХ ПОДВИЖНЫХ ОБЪЕКТОВ
- 2. МАТЕМАТИЧЕСКАЯ МОДЕЛЬ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО 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 объекта
- 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 ЗРЕНИЯ 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 оптико-электронного датчика
- 3. 1. 3. Калибровка положения оптико-электронных датчиков системы технического зрения наземного подвижного объекта
- 3. 1. 4. Алгоритм калибровки системы технического зрения наземного подвижного объекта
- 3. 2. Метод и аппаратно-ориентированный алгоритм компенсации размытости изображения и обнаружения движущихся объектов
- 3. 3. Метод адаптации системы технического зрения наземных подвижных объектов
- 3. 4. Аппаратно-ориентированный алгоритм обнаружения глаз водителя
- 3. 5. Анализ точности обнаружения и определения координат объектов системой технического зрения наземного подвижного объекта
- 3. 5. 1. Точность калибровки фокусных расстояний
- 3. 5. 2. Точность калибровки угловых отклонений оптико-электронных датчиков системы технического зрения наземного подвижного объекта
- 3. 5. 3. Точность коррекции радиальной дисторсии оптической системы оптико-электронного 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 наземного подвижного объекта
- 3. 6. 4. Структурно-функциональная организация системы технического зрения наземного подвижного объекта
- 3. 7. Инженерная методика выбора параметров системы технического зрения наземного подвижного объекта
- 3. 1. Калибровка системы технического зрения наземного подвижного объекта
- Выводы
- 4. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ АДАПТИВНОЙ МНОГОФУНКЦИОНАЛЬНОЙ СИСТЕМЫ ТЕХНИЧЕСКОГО ЗРЕНИЯ НАЗЕМНОГО ПОДВИЖНОГО ОБЪЕКТА
- 4. 1. Аппаратно-программный стенд для проведения испытаний
- 4. 2. Методика проведения испытаний адаптивной многофункциональной системы технического зрения наземного подвижного объекта
Список литературы
- Школа профессора Аркадия Александровича Юрчевского Электронный ресурс. / http://auto.madi.ru/index.php?page=school6.
- Система Attention Assist Электронный ресурс. / http://mb-market.ru/content/view/437/129.
- Eye Alert Fatigue Warning System Электронный ресурс. / http://www.eyealert.com.
- Nissan to Equip 'Fuga' w/ 'Intelligent Pedal,' 'Intelligent Cruise Control' Электронный ресурс. / http://techon.nikkeibp.co.jp/english/NEWSEN/20 071 214/144251/ Nissan to Equip 'Fuga' w/ 'Intelligent Pedal,' 'Intelligent Cruise Control'.
- Пат. № 7 436 430 США, H04N 7/18. Obstacle detection apparatus and method / Takeda, Nobuyuki, Hattori, Hiroshi. 10/923,048- заявл. 23.08.04- опубл. 14.10.08.- 13c.
- Пат. 7 425 076 США, G02B 5/08. Vision system for a vehicle / Schofield, Kenneth, Larson, MarkL. 11/958,916- заявл. 18.10.07- опубл. 16.09.08. — 60c.
- Пат. 7 410 266 США, G02B 5/08. Three-dimensional imaging system for robot vision / Seo, Cheong S., Baek, Sang H. 11/319,987- заявл. 28.10.0- опубл. 12.08.08.- 11c.
- Пат. 7 400 266 США, G08G 1/16. Method for improving vision in a motor vehicle / Haug, Karsten 10/572,542- заявл. 31.03.05- опубл. 15.07.08. — Юс.
- Пат. № 7 389 171 США, В60К 31/00. Single vision sensor object detection system / Rupp, Jeffrey. 10/572,542- заявл. 22.12.03- опубл. 17.07.08. — 11c.
- Пат. 7 386 163 США, G06K 9/00. Obstacle recognition apparatus and method, obstacle recognition program, and mobile robot apparatus / Sabe, Kohtaro, Kawamoto, Kenta, Ohashi S. 10/387,647- заявл. 13.03.03- опубл. 10.06.08. — 29c.
- Пат. 7 372 055 США, A61N 5/06. Night vision infrared illuminator / Harter Jr., Joseph E., Gregory K. 11/171,069- заявл. 30.06.05- опубл. 13.05.08. -5c.
- Пат. 7 358 496 США, H01L 25/00. Infrared night vision system, in colour / Fleury В., Hidden P. 10/888,812- заявл. 9.07.04- опубл. 15.04.08. — 7c.
- Пат. 7 312 723 США, G08G 1/017 Automobile infrared night vision device Eggers- Helmuth, Kurz- Gerhard, Seekircher 10/493,530- заявл. 7.08.03- опубл. 25.12.07.-6c.
- Пат. 7 306 331 США, G02C 7/16 .Vision protection device for night driving / Tigert- Alan Tigert 11/244,922- заявл. 6.10.05- опубл. 11.12.07. — 5c.
- Пат. США 7 366 325, G06K 9/00 Moving object detection using low illumination depth capable computer vision / Fujimura- Kikuo, Liu 11/244,922- заявл. 6.10.05- опубл. 11.12.07. — 5c.
- Пат. 7,344,261 США, G02B 5/08. Vehicular vision system / Schofield Kenneth, Larson, Mark L. 11/246,593- заявл. 6.10.05- опубл. 18.03.08. — 40c.
- Пат. 2 157 769 РФ, B60Q9/00, B62D41/00. Устройство для оповещения об аварийной ситуации на дороге / Богатырев П.И.- Герцеков М. М. -98 113 381/28, заявл. 6.07.08- опубл. 20.10.00. Юс.
- Пат. 2 116 208 РФ, B60Q9/00. Устройство для контроля соблюдения водителем правил дорожного движения / Сташевский И. И. 96 118 469/28, заявл. 17.09.96- опубл. 27.07.98. — 22с.
- Пат. 2 050 561 РФ, GO IS 17/93. Способ предотвращения столкновений автомобиля и устройство для его осуществления / Турченев Б. П. 5 044 239/09, заявл. 26.05.92- опубл. 20.12.95. — 22с.
- Crash Avoidance Robotic Car Inspired by Flight of the Bumblebee Электронный ресурс. / http://www.nissan-global.com/ EN/NEWS/2008/STORY/80 926−01-e.html.
- Заявка на патент 2 007 107 099 РФ, G06K9/00. Способ автоматического обнаружения закрытых глаз на фотографии / Шакенов А. К., Рычагов М. П. -заявл. 27.02.07- опубл. 10.09.08. 2с.
- Пат. 2 331 107 РФ, G06K9/00. Способ опознавания по радужной оболочке глаза и устройство для его осуществления / РЮЛЬ Франсуа, КОТТАР Мартен, БУАТУ Венсан, МОРЕН Орели 2 006 125 736/09, заявл. 14.12.04- опубл. 10.08.08.- 12с.
- Пат. 2 324 225 РФ, G06K9/00. Способ автоматической коррекции эффекта красных глаз / Сафонов И. В. 2 006 132 154/09, заявл. 7.09.06- опубл. 10.05.08.- 11с.
- Пат. № 6 130 617 США, G08B 21/06. Driver’s eye detection method of drowsy driving warning system / Yeo J. 09/328,774, заявл. 9.06.99- опубл. 10.10.00.-5c.
- Пат. № 7 130 453 США, G06K 9/00. Eye position detection method and device / Kondo, Kenji, Uomori, Kenya. 10/028,456, заявл. 20.12.01- опубл. 31.10.06, — 19c.
- Пат. США № 7 336 821, G06K 9/00. Automatic detection and correction of non-red eye flash defects / Ciuc, Mihai, Nanu, Florin, Petrescu. 11/674,633, заявл. 13.02.07- опубл. 26.12.08. — 12c.
- Пат. № 7 430 365 США, G03B 17/00. Safe eye detection / Ng, Kee Y., Fouquet J.- 11/095,959, заявл. 31.03.05- опубл. 30.09.08. 6c.
- Пат. 2 223 516 РФ, G01S17/06. Способ обнаружения глаз людей и животных / Барышников Ф. Ф., Дубов В. В., Перебейнос В. В. 2 002 117 462/09, заявл. 2.07.02- опубл. 10.02.04. — 6с.
- Методы компьютерной обработки изображений Текст. / Под ред. В. А. Сойфера. М.: Физматлит. — 2001. — 784 с.
- Сырямкин, В.И. Системы технического зрения: Справочник Текст./ В. И. Сырямкин, B.C. Титов, Ю. Г. Якушенков и др. // Под общей редакцией В. И. Сырямкина, B.C. Титова. Томск: МГП «РАСКО». — 1993. — 367 с.
- Janesick, J. CCD charge collection efficiency and the photon transfer technique Text. / Janesick J., Klaasen K., Elliott T. // Proc. SPIE. 1985. — Vol. 570. -P. 7−19.
- Шапиро, Л. Компьютерное зрение Текст. / Л. Шаииро, Дж. Стокмап- Пер. с англ. М.: БИНОМ. Лаборатория знаний, 2006. — 752 с.
- Нечеткие множества и теория возможностей. Последние достижения Текст.: Пер. с англ./Под ред. P.P. Ягера. М.: Радио и связь. — 1986. — 408 с.
- Труфанов, М.И. Нечеткая математическая модель адаптивной предобработки изображений при калибровке бинокулярной системы технического зрения Текст. / М. И. Труфанов, С. Ю. Мирошничеико, B.C. Титов. // Телекоммуникации. 2004. — J№ 8. — С. 37 — 40.
- Труфанов, М.И. Нечеткая математическая модель восстановления и скелетезации контуров Текст. / М. И. Труфанов // Молодежь и XXI век: Материалы XXXI научной конференции. Ч. 1. Курск. — 2003. — С. 34−35.
- Труфанов, М.И. Повышение качества изображения жидкокристаллических дисплеев Текст. / М. И. Труфанов, B.C. Яковлева // Тез. докл. XLII Всероссийской конференции по проблемам математики, информатики, физики и химии. Москва: РУДН, 2006, С. 145.
- Претт, У. Цифровая обработка изображений. В 2 т.: Пер. с англ. Текст. / У. Претт М.: Мир, 1982. -2 т. — 370 с.
- Титов, B.C. Адаптивная калибровка систем технического зрения Текст.: Монография / B.C. Титов, М. И. Труфанов. Курск: Курск, гос. тех. унт., 2007. — 147 е.: ил
- Гридин, В.Н. Принципы функционирования бинокулярного оптико-электронного устройства для диагностики отклонений глазодвигательногоаппарата Текст. / В. Н. Гридин, B.C. Титов, М. И. Тру фанов // Известия вузов. Приборостроение. 2008 г. — № 2. — С. 48−53.
- Титов, B.C. Метод автоматической калибровки бинокулярной оптико-электронной системы Текст. / B.C. Титов, М. И. Труфанов // Датчики и системы. 2003. — № 8. — С. 10−12.
- Титов, B.C. Оптико-электронные устройства обработки и распознавания изображений Текст. / B.C. Титов, М. И. Труфанов., Е. А. Макарецкий, А .Я. Паринский. Тула: Изд-во ТулГУ, 2008. — 121 с.
- Медведев, А.В. Метод автоматического кадрирования цифровых портретных изображений для цифровых фотоаппаратов Текст. / А. В. Медведев, С. В. Дегтярев, С. Ю. Мирошниченко // Известия ВУЗов. Приборостроение. -2008.-№ 2.-С. 5−9.
- Пат. № 2 286 598 РФ, МКИ G09K32. Способ внешней калибровки бинокулярной системы технического зрения Текст. / С. В. Дегтярев, B.C. Титов, М. И. Труфанов, В. А. Денисюк. № 2 005 105 716/09- заявлено 1.03.2005- опубл. 27.10.2006, Бюл. № 30.-15с.
- Алтунин, А.Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях Текст.: Монография / А. Е. Алтунин, М. В. Семухип / Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2000. 352 с.
- Дегтярев, С.В. Методы цифровой обработки изображений Текст.: учебное пособие Ч. З. Гриф УМО / С. В. Дегтярев, А. А. Орлов, С. С. Садыков, И. И. Сальников, B.C. Титов, М. И. Труфанов, Т. А. Ширабакина. Курск: Курск, гос. тех. ун-т., 2004. — 216 с.
- Бегунов, Б.Н. Теория оптических систем. Учебник для вузов Текст. / Б. Н. Бегунов, Н. П. Заказнов, С. И. Кирюшин, В.И.Кузичев- 2-е изд., перераб. и доп. -М.: Машиностроение. 1981. — 158 с.
- Chen, S.Y. Robot location using surface patches of curved objects Text. / S.Y. Chen, W.H. Tsai // International Journal of Robotics and Automation. 1989. -Vol. 4, № 3.-P. 123 -133.
- Титов, B.C. Метод автоматической калибровки радиальной дисторсии линз системы технического зрения Текст. / B.C. Титов, М. И. Труфанов // Датчики и системы. 2004. — № 6. — С.63−65.
- Ширабакина, Т. А. Нечеткая математическая модель автофокусирующейся системы обработки изображений Текст. / Т. А. Ширабакина, М. И. Труфанов // Известия вузов. Приборостроение. 2003. — Т.46, № 11. — С. 12−16.
- Fung, G. Camera calibration from road lane markings Text. / G. Fung, N. Yung, G. Pang // Optical Engineering. 2003. — Vol. 42, №. 10. — P. 2967−2977.
- Медведев, A.B. Помехоустойчивое интерференционное устройство для измерения малых угловых перемещений Текст. / А. В. Медведев, С. В. Дегтярев, А.А. Аль-Ядуми // Известия ВУЗов. Приборостроение. 2008. — № 2. -С. 65−68.
- Faugueras, О. The calibration problem for stereoscopic vision Text. / O. Faugueras, G. Toscani. // NATO ASI Series. 1989. — Vol. F52. — P. 195−211.
- Дегтярев, С.В. Методы цифровой обработки изображений Текст.: учебное пособие 4.1. Гриф УМО / Дегтярев С. В., Садыков С. С., Тевс С. С., Ширабакина Т. А. Курск: Курск, гос. тех. ун-т., 2001. — 167 с.
- Гридин, В.Н. Принципы функционирования бинокулярного оптико-электронного устройства для диагностики отклонений глазодвигательного аппарата Текст. / В. Н. Гридин, B.C. Титов, М. И. Труфанов // Известия вузов. Приборостроение. 2008 г. — № 2. — С. 48−53.
- Medvedev, A.V. Machine vision system based on infrared sensor Text. / A.V. Medvedev, V.S. Titov // Information and Telecommunication Technologies in Intelligent Systems: proceedings of the 4-th International Conference. Katania, Italy.-2006.-P. 47−49.
- Методы компьютерной обработки изображений Текст. / Под ред. В. А. Сойфера. -М.: Физматлит. 2001. — 784 с.
- Юдин, М.Ф. Основные термины в области метрологии Текст.: Словарь-справочник / Юдин М. Ф., Селиванов М. Н., О. Ф. Тищенко, А.И. Скороходов- Под ред. Ю. В. Тарбеева. М.: Издательство стандартов. — 1989.
- Вентцель, Е.С. Теория вероятностей Текст. М.: Наука, 1969. — 567 с.
- Пискунов, Н.С. Дифференциальное и интегральное исчисления Текст. / Н. С. Пискунов / Для втузов. Т. 2. — М.: Наука. — 1970. — 576 с.
- Сырямкин, В.И. Системы технического зрения: Справочник Текст./
- B.И. Сырямкин, B.C. Титов, Ю. Г. Якушенков и др. // Под общей редакцией В. И. Сырямкина, B.C. Титова. Томск: МГП «РАСКО». — 1993. — 367 с.
- Медведев, А.В. Использование графа потоков управления Текст. / А. В. Медведев, А. А. Абезяев // Интеллектуальные и информационные системы: сб. материалов Всероссийской научно-технической конференции. Тула. -2007. — С. 67−69.
- Xilinx products and solutions Электронный ресурс. / http://www.xilinx.com/products/devkits/hw-v4sx35-video-sk-us.htm.
- Медведев, А.В. Стенд для диагностирования автомобильного бортового компьютера Текст. / А. В. Медведев, Е. В. Головенков // Распознавание 2008: сб. материалов VIII Международной конференции. Часть 1. — Курск — 2008. — С. 103−104.
- Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ 2 008 611 661 Российская Федерация. Программа визуального контроля работоспособности бортового компьютера / А. В. Медведев, Е. В. Головенков,
- C.В. Дегтярев.- Правообладатель КурскГТУ. № 2 008 610 758- заявл. 26.02.2008- зарегистрировано 31.03.2008.1. ИЗ с.