Введение 4
1. ИССЛЕДОВАНИЕ МЕТОДОВ И РЕШЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ ДЛЯ
РЕАЛИЗАЦИИ ВИРТУАЛЬНОГО ПОЛИГОНА 5
1.1. Анализ состояния и проблем в системе испытаний беспилотного
транспорта 5
1.1.1. Анализ факторов, влияющих на безопасность испытаний
беспилотного транспорта 5
1.1.2. Перспективы легализации беспилотных автомобилей на
дорогах общего пользования в РФ 7
1.2. Аналитический обзор существующих решений в области
виртуального тестирования транспортных средств 10
1.2.1. Обзор исследований в области разработки виртуальной среды
для тестирования БТС 10
1.2.2. Обзор исследований в области машинного зрения 18
1.3. Функциональные требования, предъявляемые к виртуальной среде
тестирования БТС 26
1.4. Обоснование необходимости разработки и внедрения виртуальной
среды для тестирования БТС и алгоритмов машинного зрения в России 26
1.5. Выводы. Цель и задачи магистерской диссертации 29
2. ИССЛЕДОВАНИЕ СУЩЕСТВУЮЩИХ РЕШЕНИЙ, ПРИМЕНЯЕМЫХ
ДЛЯ РЕАЛИЗАЦИИ ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ 30
2.1. Программные средства для создания виртуальной среды для тестирования БТС 30
2.2. Выводы по главе 35
3. РАЗРАБОТКА ВИРТУАЛЬНОЙ СРЕДЫ ДЛЯ ТЕСТИРОВАНИЯ БТС И
АЛГОРИТМОВ МЗ 36
3.1. Концептуальная модель взаимодействия модулей 36
3.2. Описание алгоритмов реализации действий в виртуальной среде 38
3.3. Описание интерфейса виртуальной среды 45
3.4. Выводы по главе 55
4. ИНФОРМАЦИОННАЯ БЕЗОПАСНОСТЬ 56
4.1. Информационная безопасность виртуальной среды для тестирования
БТС и алгоритмов МЗ 56
4.2. Риски на пути интеллектуализации виртуальной среды для
тестирования БТС и алгоритмов МЗ 59
4.3. Расчет уровня уязвимости виртуальной среды 61
4.4. Выводы по главе 63
5. ЭКОНОМИЧЕСКОЕ ОБОСНОВАНИЕ РАЗРАБОТКИ ВИРТУАЛЬНОЙ
СРЕДЫ 64
5.1. Расчет эффективности виртуальной среды для тестирования БТС и
алгоритмов МЗ 64
5.2. Выводы по главе 66
Заключение 67
Список использованных источников 68
В связи с активным развитием и интеграцией в повседневную жизнь беспилотных транспортных средств (БТС) и систем искусственного интеллекта, осуществляющих управление БТС, возникает необходимость проведения испытаний в условиях, предназначенных для эксплуатации БТС, что в свою очередь может, является причиной увеличения аварийности на дорогах. Поэтому проблема проведения безопасных дорожных испытаний БТС и их систем приобретает особую актуальность, так как существующие полигоны для испытаний транспортных средств (ТС) не могут обеспечить требуемого сценария испытаний, а также по законодательству Российской Федерации, выезд БТС на дороги общего пользования запрещен.
В связи с этим существует необходимость в разработке виртуального двойника - среды для испытаний БТС. Данная виртуальная среда позволит избежать аварии и ДТП на дорогах, а также обеспечит полный цикл проведения испытаний БТС и его систем в локациях, в которых будет эксплуатироваться БТС.
Магистерская диссертация посвящена разработке виртуальной среды для испытания БТС и алгоритмов машинного зрения.
Научная новизна выпускной квалификационной работы заключается в разработке виртуальной среды с использованием сценария тестирования объезда препятствий с учетом габаритов беспилотного автомобиля, что предполагает безопасное преодоление препятствий на пути следования, позволяющее проводить безаварийные испытания беспилотных автомобилей в условиях реального мира.
В данной выпускной квалификационной работе рассматривается разработка виртуальной среды с целью проведения испытаний беспилотных автомобилей и внедрения высокоуровневых алгоритмов принятия решения, а также проработка интегрируемой в состав автомобиля сенсорики.
Цель выпускной квалификационной работы была выполнена - разработана виртуальная среда для тестирования беспилотных автомобилей и алгоритмов машинного зрения, позволяющая прорабатывать сценарии поведения БТС при разных погодных условиях, с изменением параметра освещения цветовой карты для имитации времени суток, с моделированием сложных ситуаций на дорожной сцене в режиме реального времени, что не реализуемо на его «реальном» аналоге. повышение эффективности внедрения БТС. Для достижения цели были решены следующие задачи:
1. Анализ существующих виртуальных сред для тестирования БТС;
2. Смоделированы сложные, в том числе и критических дорожных ситуации, начиная от движения в плохих погодных условиях и заканчивая ДТП, на виртуальном полигоне;
3. Проработаны сценарии поведения при разных погодных условиях, с изменением параметра освещения цветовой карты для имитации времени суток.
