Система распознавания дорожных знаков

Интересная система распознавания дорожных знаков — устройство и работа

Самые тяжелые последствия аварий, особенно на загородных трассах, бывают при не соблюдении водителями скоростного режима движения и нарушения правил обгона.

Система распознавания дорожных знаков предназначена для напоминания водителям необходимости соблюдения, в первую очередь, скоростного режима. Система распознает знаки ограничения скорости и знак конца ограничения скорости.

Если скорость автомобиля превышает разрешенную, система подает сигнал о необходимости снизить скорость водителю. Некоторые, наиболее совершенные модификации систем, позволяют также распознавать знаки запрещения обгона.

Система указывает водителю, что необходимо снизить скорость

Разработкой систем распознавания дорожных знаков занимаются многие крупные производители автомобилей. Называют её они каждый по-своему:

• Traffic Sign Recognition;
• Speed Limit Assist;
• Lane Departure Warning.

Несмотря на разные названия, принципиальное устройство всех систем одинаково. Любая система состоит из видеокамеры, электронного блока управления, монитора для вывода информации, устройства для подачи звукового сигнала водителю.

Место видеокамеры – возле лобового стекла автомобиля на обратной стороне салонного зеркала заднего вида. Другие системы активной безопасности (система помощи движению по полосе, система обнаружения пешеходов) также используют эту камеру в своей работе.

Принцип работы системы распознавания дорожных знаков

Видеокамера передает оцифрованное изображение дороги впереди автомобиля в электронный блок управления.

Экран для вывода информации располагается на щитке приборов или изображение выводится на лобовое стекло автомобиля.

Изображение выводится на лобовое стекло

Электронный блок управления работает по следующему алгоритму:

1. обнаружение дорожного знака на изображении;
2. определение его формы (знак ограничения скорости круглый);
3. определение цвета знака (периметр красный, центральная часть белая);
4. анализ надписи на знаке (распознавание цифры и определение её величины);
5. анализ информационной таблички (для каких видов транспорта ограничение скорости, в какое время, какая зона действия знака);
6. получение информации о действительной скорости автомобиля;
7. сравнение её с разрешенной скоростью движения;
8. вывод изображения знака на экран;
9. если скорость автомобиля превышает допустимую, подача звукового сигнала водителю.

Изображение знака сохраняется на экране до тех пор, пока не закончится участок дороги на котором действует ограничение скорости или не изменится величина ограничения.

Видео:

В некоторых разновидностях системы распознавания дорожных знаков предусмотрена связь электронного блока управления с навигационной системой автомобиля. В этом случае блок управления получает информацию о знаках ограничения скорости из карт навигационной системы.

Система распознавания дорожных знаков: как она работает?

Согласно статистике автомобильных аварий, среди основных причин, наряду с усталостью водителя, доминирует нежелание соблюдать не только дорожный этикет, но и правила дорожного движения. Среди таковых нарушений можно выделить превышение скорости, которое является самым часто встречаемым явлением на российских дорогах.

Однако с этим произволом не собираются мириться не только стражи дорожного правопорядка, но и крупные производители автомобилей по всему миру. Концерны BMW, Audi, Ford, KIA и другие сравнительно недавно представили свои изобретения, способные противостоять старой русской пословице: «Ну какой русский не любит быстрой езды?». Данное технологическое новшество получило название Traffic sign recognition (далее – TSR).

Технические характеристики TSR

TSR (система по распознаванию дорожных знаков) – это технологическое устройство, повышающее безопасность путем информирования водителя о нарушении правил дорожного движения. В первом приближении основная задача TSR – это фиксация всех знаков на ограничение скорости в пути следования транспортного средства и оповещение водителя о превышении скорости движения, если фактическая скорость больше положенного ограничения. Подобные системы активно интегрируются в свой модельный ряд многими крупнейшими автомобильными производителями: BMW, Opel, Ford, Volkswagen, KIA и многими другими.

В настоящее время существует множество разновидностей данных систем от различных производителей, однако их технические характеристики приблизительно одинаковы. Подобные устройства способны распознать 90-100% всех дорожных знаков на расстоянии от 50 до 100 метров. При этом на обработку полученной информации может понадобиться от 0,25 мс до 2 с. Главные различия – аппаратная начинка и тот дополнительный функционал, который она способна обеспечить.

Основной принцип функционирования TSR

В плане своей конструктивной составляющей, система распознавания дорожных знаков мало чем отличается от иных систем, нацеленных повысить безопасность автомобилистов на дорогах. Основными элементарными частями данной системы являются:

• блок управления TSR;
• ЖК-монитор;
• видеокамера.

Работа устройства происходит по следующей схеме:

1. Видеокамера, закрепленная рядом с зеркалом заднего вида, фиксирует все дорожные знаки в поле видимости на пути движения автомобиля.
2. Полученная информация отправляется на блок управления, в котором происходит обработка полученных данных путем применения специального алгоритма. Его задачей является определение основных параметров встретившегося дорожного знака:

• форма и размеры;
• цвет контура и фон;
• текстовые и цифровые надписи;

Полученные характеристики позволяют классифицировать дорожные знаки. Также, в постоянном запоминающем устройстве самого блока хранится база дорожных знаков, которые могут быть определены алгоритмом программного обеспечения.

3. Определяется текущая скорость движения транспортного средства;
4. Сравниваются значения, полученные на предыдущих двух этапах.
5. По результатам анализа, водитель информируется о факте нарушения скоростного режима на данном участке трассы путем отображения самого знака на ЖК-мониторе, встроенного в приборную панель. В некоторых моделях, помимо отображения информации на жидкокристаллической консоли, происходит оповещение посредством звукового сигнала.

Некоторые модели способны информировать о максимальной скорости движения на определенном участке трассы, учитывая следующие факторы:

• знаки начала/окончания ограничения скорости;
• территориальное расположение транспортного средства (движение в городе, вблизи населенного пункта, по автостраде и так далее).
• текущие погодные условия.

Данное усовершенствование способно помочь избежать водителю нарушений целого ряда ПДД. При этом система позволяет разграничивать дорожные знаки для определенных транспортных средств.

В свете постоянной модернизации и обновлений, встроенная аппаратная начинка расширяется. Одно из последних новшеств – инфракрасный прожектор, предназначенный для работы в трудных погодных условиях. Также, в некоторых моделях появилась возможность синхронизации системы распознавания дорожных знаков и навигационных карт. Последние позволяют получить информацию о ранее известных дорожных знаках, что может быть весьма полезным при движении в ненастную погоду или в условиях плохой видимости.

В конечном итоге, качество распознавания знаков ограничения скорости зависит от целого ряда внешних факторов. Среди них особый интерес представляют:

• скорость автомобиля;
• наличие объектов, прикрывающих знак;
• погодные условия;
• состояние дорожного знака (грязная поверхность, вмятины на поверхности, потертость краски и так далее).

Достоинства системы распознавания дорожных знаков

Система распознавания дорожных знаков может стать отличным помощником обладателя автомобиля KIA. Особая значимость и удобство данной системы по достоинству будут оценены в следующих ситуациях:

• при движении в незнакомой местности;
• при передвижении транспортного средства на высокой скорости;
• при движении в городской среде;
• при вождении автомобиля в условиях плохой видимости или нестабильной погоды.

Особый интерес данная система представляет для начинающих и малоопытных водителей, которым еще с трудом удается параллельно следить за дорогой и управлять транспортным средством.

Таким образом, система стремится помочь в решении одних из главных проблем дорожно-транспортного движения – понижение нагрузки водителя и уменьшение до минимума количества аварийных ситуаций по причине превышения скорости, что позволит улучшить уровень безопасности участников дорожного движения.

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 работает система распознавания дорожных знаков.

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.