Search

Problems. The analysis of statistical data shows that from year to year there are more and more vehicles on public roads, as result, the number of accidents increases and the risk for each road user increases. To ensure road safety, automakers are implementing driver assistance systems and cars with autonomous control elements. Such systems are capable of analyzing the environment and in the dangerous situations can correct the driver's actions or taking control of the vehicle. Typically, such systems work with the television systems help, one of the requirements for which is a wide angle of view. However, the main disadvantage of wide-angle systems is the large distortion, ie the geometric distortion of the similarity between the object and its image. Objective. Develop an approach and algorithm for calibration of wide-angle cameras for autonomous driving. Methods. Analysis and modeling of television car control system and its calibration. Results. A comparison of wide-angle and conventional television systems was performed, each was calibrated and the analysis of the location of road signs of each of the systems was performed. Conclusions. It has been shown that for the purposes of driving a car, it is possible to use wide-angle television systems with their subsequent calibration to eliminate geometric distortion between the object and its image. It is possible to use wide-angle television car control systems with a large value of distortion after its calibration. Studies have shown that the IoU metric on a wide-angle camera is almost the same as on a conventional camera, and the road sign was found even at the edge of the field of view. The application of the developed method of calibration of wide-angle cameras in experiments preserves the geometric similarity between the object and its image at a much larger angle of view in such a camera. Image processing time is insignificant, because the current level of computer power allows you to process such operations in real time., Проблематика. Аналіз статистичних даних показує, що з року в рік автомобілів на дорогах загального користування становиться все більше, і, відповідно, збільшується кількість ДТП та підвищується ризик для кожного учасника дорожнього руху. Задля забезпечення безпеки дорожнього руху автовиробниками впроваджуються системи допомоги водієві та автомобілі з елементами автономного керування. Такі системи здатні аналізувати навколишнє середовище та у випадку небезпеки коректувати дії водія або брати керування транспортним засобом на себе. Зазвичай такі системи працюють за допомогою телевізійних систем, однією з вимог до яких є широкий кут поля зору. Однак основним недоліком ширококутних систем є велика дисторсія, тобто геометричне спотворення подоби між об’єктом та його зображенням. Мета дослідження: розробити простий метод зменшення дисторсії в автомобільному відеореєстраторі з великим кутовим полем зору за допомогою цифрового калібрування камери. Методика реалізації. Експериментальне дослідження телевізійної системи керування автомобілем та її калібрування. Результати дослідження. Розроблено простий метод зменшення дисторсії відеореєстратора при виявленні дорожних знаків внаслідок використання цифрового калібрування камери. Проведено експериментальне порівняння дисторсії ширококутної та звичайної телевізійної систем, виконано калібрування кожної та проведено аналіз знаходження дорожних знаків кожною системою. Висновки. Запропоновано простий метод зменшення дисторії в автомобільному відеореєстраторі з великим кутовим полем зору за допомогою цифрового калібрування камери. Доведено, що для цілей керування автомобілем можливе використання ширококутних телевізійних систем із подальшим їх калібруванням задля позбавлення геометричного спотворення між об’єктом та його зображенням.

Проблематика. Аналіз статистичних даних показує, що з року в рік автомобілів на дорогах загального користування становиться все більше, і, відповідно, збільшується кількість ДТП та підвищується ризик для кожного учасника дорожнього руху. Задля забезпечення безпеки дорожнього руху автовиробниками впроваджуються системи допомоги водієві та автомобілі з елементами автономного керування. Такі системи здатні аналізувати навколишнє середовище та у випадку небезпеки коректувати дії водія або брати керування транспортним засобом на себе. Зазвичай такі системи працюють за допомогою телевізійних систем, однією з вимог до яких є широкий кут поля зору. Однак основним недоліком ширококутних систем є велика дисторсія, тобто геометричне спотворення подоби між об’єктом та його зображенням. Мета дослідження: розробити простий метод зменшення дисторсії в автомобільному відеореєстраторі з великим кутовим полем зору за допомогою цифрового калібрування камери. Методика реалізації. Експериментальне дослідження телевізійної системи керування автомобілем та її калібрування. Результати дослідження. Розроблено простий метод зменшення дисторсії відеореєстратора при виявленні дорожних знаків внаслідок використання цифрового калібрування камери. Проведено експериментальне порівняння дисторсії ширококутної та звичайної телевізійної систем, виконано калібрування кожної та проведено аналіз знаходження дорожних знаків кожною системою. Висновки. Запропоновано простий метод зменшення дисторії в автомобільному відеореєстраторі з великим кутовим полем зору за допомогою цифрового калібрування камери. Доведено, що для цілей керування автомобілем можливе використання ширококутних телевізійних систем із подальшим їх калібруванням задля позбавлення геометричного спотворення між об’єктом та його зображенням. Problems. The analysis of statistical data shows that from year to year there are more and more vehicles on public roads, as result, the number of accidents increases and the risk for each road user increases. To ensure road safety, automakers are implementing driver assistance systems and cars with autonomous control elements. Such systems are capable of analyzing the environment and in the dangerous situations can correct the driver's actions or taking control of the vehicle. Typically, such systems work with the television systems help, one of the requirements for which is a wide angle of view. However, the main disadvantage of wide-angle systems is the large distortion, ie the geometric distortion of the similarity between the object and its image. Objective. Develop an approach and algorithm for calibration of wide-angle cameras for autonomous driving. Methods. Analysis and modeling of television car control system and its calibration. Results. A comparison of wide-angle and conventional television systems was performed, each was calibrated and the analysis of the location of road signs of each of the systems was performed. Conclusions. It has been shown that for the purposes of driving a car, it is possible to use wide-angle television systems with their subsequent calibration to eliminate geometric distortion between the object and its image. It is possible to use wide-angle television car control systems with a large value of distortion after its calibration. Studies have shown that the IoU metric on a wide-angle camera is almost the same as on a conventional camera, and the road sign was found even at the edge of the field of view. The application of the developed method of calibration of wide-angle cameras in experiments preserves the geometric similarity between the object and its image at a much larger angle of view in such a camera. Image processing time is insignificant, because the current level of computer power allows you to process such operations in real time.

У наш час удосконалені системи допомоги водію (ADAS) стрімко розвиваються, і дуже важко знайти автомобільного виробника, який би не використовував їх при проектуванні транспортного засобу. Для розробки подібних систем бортовий комп’ютер повинен кожної секунди оперувати великими об’ємами даних, які надходять з сенсорів, в тому числі відеокамер. З огляду на це, дане дослідження присвячене аналізу систем доставки даних та методів обробки зображень. В роботі обґрунтовано доцільність одночасного використання технології тонального відображення для обробки зображень в графічному процесорі GPU (англ. GPU - Graphics Processing Unit) та процесорі ISP (англ. ISP – Image Signal Processor). Розроблено систему обробки зображень з GMSL камер з використанням технології тонального відображення та наведено рекомендації для її подальшого покращення. Nowadays, advanced driver assistance systems (ADAS) are developing rapidly, and it is very difficult to find a car manufacturer that would not use them when designing a vehicle. To develop such systems, the onboard computer must process large amounts of data from sensors, including video cameras, every second. Therefore, this research is devoted to the analysis of data delivery systems and respective image processing methods. Particularly, the expediency of using tone display technology in the GPU is substantiated. The image processing system that uses tone mapping technology is developed and the recommendations for further system improvement are given.

Background. Analysis of statistical data showed that in most cases the cause of the accident is driver error and, as a consequence, violation of traffic rules. In this regard, over the past 10 years, active developments in the field of recognition of road signs and other obstacles in the path of a car have been actively developing. Car manufacturers offer ready-made built-in systems, mounted behind the interior rearview mirror and connected to the car’s on-board computer, which carries out further control of the car in a critical situation. The main disadvantage of these systems of this class is the low range of recognition of road signs, the dependence of optical parameters on temperature and low light sensitivity. Objective. The purpose of the paper is to model an athermal objective for a high-resolution camera, investigate the characteristics of lenses depending on the ambient temperature. Methods. Analysis and modeling of objectives, lenses, optical glass from different materials. Results. A high-resolution camera objective for all types of cars is proposed. An athermal objective was developed for a high-resolution camera. Conclusions. The optimized athermal design of the visible spectrum objective for long-range car cameras is considered. Car cameras typically have a fixed focus, and forward-facing cameras typically require relatively long focal lengths to provide information about distant objects. The optical system for these cameras should provide high resolution, as well as operate in a wide range of ambient temperatures. The camera design parameters are derived from the functional requirements of road sign recognition at a distance of 200 m. The objective design has five lenses with spherical surfaces. The objective has a relative aperture of f/2 and a modulation transfer function (MTF) of more than 0.5 at 111 l/mm over the entire temperature range., Проблематика. Анализ статистических данных показал, что в большинстве случаев причиной автомобильных аварий являются ошибки водителей и, как следствие, нарушение правил дорожного движения. В связи с этим в течение последних 10 лет активно выполняют разработки в области распознавания дорожных знаков и препятствий на пути движения автомобиля. Автопроизводители предлагают готовые системы, вмонтированные за внутренним зеркалом заднего вида и подключенные к бортовому компьютеру автомобиля, который контролирует его в критической ситуации. Основными недостатками систем этого класса являются невысокая дальность распознавания дорожных знаков, зависимость оптических параметров от температуры и низкая светочувствительность. Цель исследования. Смоделировать атермальный объектив для камеры высокого разрешения, исследовать характеристики линз в зависимости от температуры окружающей среды. Методика реализации. Анализ и моделирование объективов, линз, оптического стекла из разных материалов. Результаты исследования. Предложен объектив камеры высокого разрешения для всех типов автомобилей. Разработан атермальный объектив для камеры высокого разрешения. Выводы. Рассмотрено оптимизированную атермическую конструкцию объектива видимого спектра для автомобильных камер дальнего радиуса действия. Автомобильные камеры обычно имеют фиксированный фокус, а камеры, направленные вперед, обычно нуждаются в относительно больших фокусных расстояниях для предоставления информации об удаленных объектах. Оптическая система для этих камер должна обеспечивать высокое разрешение, а также работать в широком диапазоне температур окружающей среды. Параметры конструкции камеры получены из функциональных требований распознавания дорожных знаков на расстоянии 200 м. Конструкция объектива имеет пять линз со сферической поверхностью. Объектив имеет относительное отверстие f/2 и МПФ более 0,5 по 111 л/мм во всем температурном диапазоне., Проблематика. Аналіз статистичних даних показав, що переважно причиною автомобільних аварій є помилки водіїв. Через це протягом останніх 10-ти років активно виконують розробки в галузі розпізнавання дорожніх знаків і перешкод на шляху руху автомобіля. Автовиробники пропонують готові системи, вмонтовані за внутрішнім дзеркалом заднього виду та підключені до бортового комп’ютера автомобіля, що контролює його в критичній ситуації. Основними недоліками систем цього класу є невисока дальність розпізнавання дорожніх знаків, залежність оптичних параметрів від температури та низька світлочутливість. Мета дослідження. Змоделювати атермальний об’єктив для камери високої роздільної здатності, дослідити характеристики лінз залежно від температури довкілля. Методика реалізації. Аналіз і моделювання об’єктивів, лінз, оптичного скла з різних матеріалів. Результати дослідження. Запропоновано об’єктив камери високої роздільної здатності для всіх типів автомобілів. Розроблено атермальний об’єктив для камери високої роздільної здатності. Висновки. Розглянуто оптимізовану атермічну конструкцію об’єктива видимого спектра для автомобільних камер дальнього радіуса дії. Автомобільні камери зазвичай мають фіксований фокус, а камери, спрямовані вперед, зазвичай потребують відносно великих фокусних відстаней для надання інформації про віддалені об’єкти. Оптична система для цих камер має забезпечувати високу роздільну здатність, а також працювати в широкому діапазоні температур довкілля. Параметри конструкції камери отримані з функціональних вимог розпізнавання дорожніх знаків на відстані 200 м. Конструкція об’єктива має п’ять лінз зі сферичними поверхнями. Об’єктив має відносний отвір f/2 і МПФ понад 0,5 за 111 л/мм у всьому температурному діапазоні.

У даній роботі розглянуті і проаналізовані існуючі методи обробки зображень в оптико-електронних системах активної безпеки допомоги водінню, основні причини виникнення ДТП, концепції автономного водіння. Запропоновано розробку власного універсального оптико-електронного приладу для всіх типів автомобілів. Основним недоліком таких систем є відсутність мобільності. Аналіз існуючих систем активної безпеки виявив ряд безперечних переваг оптико-електронних систем, а також довів ефективність їх застосування.

В данной работе рассмотрены и проанализированы существующие конструкции оптико-электронных систем активной безопасности, помощи вождению, основные причины возникновения ДТП, концепции автономного вождения, предложена разработка собственного универсального оптико-электронного прибора для всех типов автомобилей. Основным недостатком таких систем является отсутствие мобильности. Анализ существующих систем активной безопасности выявил ряд бесспорных преимуществ оптико-электронных систем, а также доказал эффективность их применения.