Система обнаружения пешеходов

История создания системы обнаружения пешеходов

Системами распознавания для нужд армии и гражданских систем безопасности начали заниматься различные разработчики еще в девяностые годы. В потребительской электронной технике системы распознавания лиц впервые появились в фотокамерах японского производства в начале 21-го века. В 2010 году систему обнаружения пешеходов для автомобилей Pedestrian Detection System впервые предложила компания Volvo.

В настоящий момент, помимо PDS от Volvo существуют действующие системы Advanced Pedestrian Detection System компании TRW и EyeSight фирмы Subaru.

Назначение системы обнаружения пешеходов

Система не только распознает двигающиеся по проезжей части фигуры людей, но и предупреждает водителя о том, что впереди пешеходы. В случае, если в соответствии с заданными в компьютерной программе настройками компьютер решит, что существует опасность столкновения с пешеходом, она включит систему автоматической защиты от столкновения.

Исследования, проведенные после начала применения на автомобилях систем распознавания, показали, что в случае наезда автомобиля, оснащенного системой обнаружения пешеходов, на человека, вероятность смертного исхода сокращается на 20%, а нанесения тяжких телесных повреждений на 30%

Сложности, стоящие перед разработчиками систем обнаружения пешеходов

Поведение человека, его рост, характер жестов, цвет одежды и многие другие параметры слишком разнообразны, поэтому для создания эффективной системы обнаружения пешеходов необходимо создавать крайне сложную программу, способную анализировать все вышеперечисленные факторы. Для оперативной работы программы требуются значительные ресурсы компьютерной памяти и другие мощные и надежные компоненты. Оснащение автомобиля мощным, а значит, дорогостоящим компьютерным оборудованием приводит, прежде всего, к значительному увеличению его цены.

Вторая важная проблема, с которой сталкиваются разработчики, - наложение фигур, предметов, находящихся в руках у пешеходов, и цветов одежды, друг на друга, а так же на предметы или сооружения на заднем фоне. Это крайне затрудняет процесс распознавания отдельных фигур.

Методы обнаружения пешеходов

Целостное обнаружение

Если система «засекает» подвижный объект, она сначала заключает его в рамку согласно габаритам. Затем компьютер анализирует определенные параметры обнаруженного предмета. Это может быть уровень инфракрасного (теплового) излучения, свидетельствующий о том, что объект «теплый», то есть это живое существо, человек. Альтернативный метод заключается в анализе гистограммы цветов внутри рамки и сравнения их с содержащимися в базе данных образцами. Недостатком этого метода является постоянное наличие помех от посторонних предметов, попавших в рамку.

Частичное распознавание

В случае применения этого алгоритма фигура человека расценивается как совокупность частей и фрагментов. Система анализирует контуры, их взаиморасположение и прочие параметры. Распознав отдельные части, программа формирует из них общую картину и сравнивает с образцом. Этот способ точнее, но требует больших технических и вычислительных ресурсов.

Метод распознавания по образцам

Этот недавно предложенный алгоритм сочетает в себе достоинства первого и второго, но с определенными усовершенствованиями. В базу данных системы распознавания вносится не только информация о форме тела или отдельных частей, цветах и тому подобных общих характеристиках, но образцы фигур, сфотографированных в месте, где система эксплуатируется. Таким образом, в процессе обучения она «натаскивается» на определенные локальные «типажи» для большей точности распознавания.

Распознавание по нескольким камерам

В этом случае на каждый подвижный объект (на переходящих дорогу пешеходов) нацеливается индивидуальная камера. Общая картина разбивается на фрагменты, и каждый квадрат оценивается отдельно на предмет нахождения в нем человека.

Как работает система обнаружения пешеходов

Когда датчики-радары и (или) видеокамера засекают подвижные объекты (в системе компании Subaru, например, для этого используются две камеры) по ходу движения, система определяет направление перемещения пешехода, скорость движения и прогнозирует его местонахождение в момент появления автомобиля в точке обнаружения объекта (дальность срабатывания системы – за 40 метров до объекта). Убедившись в том, что впереди объект, похожий на пешехода, компьютер выводит картинку с камеры на экран мультимедийной системы.

Если же компьютер считает, что при имеющейся скорости движения автомобиля и пешехода возможно столкновение, подается звуковой сигнал. Если водитель реагирует (поворачивает руль или нажимает на тормоз), система помогает ему остановить машину при помощи системы аварийного торможения.

В настоящий момент системы обнаружения гарантируют безопасность на скорости не выше 30-35 км/ч. В алгоритм распознавания внесены образцы типовых предметов, которые могут находиться в руках, к примеру, зонтов или сумок. Однако в условиях плохой видимости (по причине ухудшения погодных условий, например) и ночью система обнаружения пока бесполезна.

Примеры оснащения автомобилей системой обнаружения пешеходов

Работу системы обнаружения пешеходов можно увидеть, если прокатиться, например, в Volvo S60 в соответствующей комплектации.

Системой EyeSight оборудованы модели компании Subaru - Legacy и Outback. На Нью-Йоркском автосалоне 2012 года был анонсирован выпуск системы второго поколения.