ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 4
ВВЕДЕНИЕ 5
1 АНАЛИЗ ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ 7
1.1 ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ О СИСТЕМЕ УДЕРЖАНИЯ АВТОМОБИЛЯ НА ПОЛОСЕ 7
1.2 АНАЛИЗ СУЩЕСТВУЮЩИХ СИСТЕМ 9
1.3 БИБЛИОТЕКА OPENCV 12
1.4 МЕТОДЫ ПРЕДВАРИТЕЛЬНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ 13
1.5 ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ 19
2 ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ 20
2.1 ОПИСАНИЕ РАЗРАБОТАННОГО АЛГОРИТМА 20
2.2 ВЫБОР ЯЗЫКА ПРОГРАММИРОВАНИЯ 25
2.3 ОПИСАНИЕ ИСХОДНОГО КОДА 26
2.4 ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ 28
3 АНАЛИЗ РАБОТЫ РАЗРАБОТАННОЙ СИСТЕМЫ 30
3.1 ТЕСТИРОВАНИЕ И АНАЛИЗ РАБОТЫ 30
3.2 ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ 35
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 36
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 37
ПРИЛОЖЕНИЕ А
В настоящее время автомобиль является одним из наиболее востребованных наземных транспортных средств (ТС). Следовательно, с каждым годом количество автомобилей на дорогах возрастает и управлять им в постоянно возрастающем потоке становится все труднее и труднее. Соответственно возрастает и количество дорожно-транспортных происшествий (ДТП). Причиной большинства ДТП является человеческий фактор. К таким факторам относятся рассеянность и невнимательность водителя, неправильная оценка скорости и траектории другого автомобиля. Одним из наиболее эффективных путей решения этой проблемы является создание и использование систем, минимизирующих влияние человеческого фактора на процесс управления автомобилем.
Для обеспечения этой цели используется компьютерное зрение. Системы компьютерного зрения решают такие задачи как обнаружение, отслеживание и классификация объектов. Задачи компьютерной обработки и анализа изображений открывают широкие перспективы автоматизации многих сфер человеческой деятельности. В частности, популярность приобретают решения, предназначенные для автомобилей, снижающие вероятность аварий и упрощающие процесс управления транспортным средством. Одной из основных операций в работе этих систем является распознавание дорожной разметки, поскольку существует тенденция к учащению случаев выезда водителей за разметку.
В настоящее время существует множество подобных систем удержания автомобиля на полосе движения. Но ни одна из них не идеальна и не может работать самостоятельно без помощи водителя. Следовательно, рассматриваемая тема актуальна для изучения.
Целью данной работы является разработка компьютерной модели системы удержания на полосе автомобиля.
Для достижения поставленной цели, были поставлены следующие задачи:
• изучение сведений о системе удержания автомобиля на полосе;
• проведение сравнительного анализа существующих систем удержания автомобиля на полосе;
• разработка алгоритма работы системы удержания автомобиля на полосе;
• программная реализация разработанного алгоритма на языке Python;
• проведение тестирования разработанной системы удержания автомобиля на полосе.
Разработка систем, предотвращающих аварийные ситуации на дорогах, в настоящее время является одной из наиболее важных задач. Особенно данная тема актуальна, так как сейчас во всем мире растет интерес к созданию беспилотного автомобиля, где такие системы должны обладать высокой надежностью и работоспособностью, независимо от внешних условий.
В процессе выполнения выпускной квалификационной работы была разработана компьютерная модель системы удержания автомобиля на полосе.
Для решения поставленной задачи были изучены сведения об исследуемой системе, проанализированы существующие системы удержания полосы движения, изучены возможности библиотеки OpenCV, а так же был разработан алгоритм работы системы и его программная реализация на языке Python.
Входными данными для работы системы может служить лишь видео, записанное с обычной камеры. Работоспособность системы была проверена на загруженных видеоматериалах.
Оценив полученные результаты, можно подвести следующие итоги:
• разработанная система удержания на полосе автомобиля на высоком уровне распознает линии дорожной разметки;
• среднее время обработки кадра составляет 0,103 секунды;
• разработанная система удержания на полосе автомобиля способна определять позицию ТС на дорожной полосе;
• разработанная система удержания на полосе автомобиля предупреждает водителя о непреднамеренных съездах с полосы движения.
Таким образом, все поставленные целы дипломной работы были достигнуты. Разработанная система работает корректно и удовлетворяет заданным требованиям. Данная работа может служить прототипом для проектирования автомобилей с автопилотом. В дальнейшем возможно улучшение алгоритма системы, для устранения недочетов и повышения скорости работы.
