Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Технические науки
Элементы и устройства вычислительной техники и систем управления

Диссертационная работа:

Медведев Артем Викторович. Методы и алгоритмы адаптации и обеспечения многофункциональности системы технического зрения наземных подвижных объектов : диссертация ... кандидата технических наук : 05.13.05 / Медведев Артем Викторович; [Место защиты: Кур. гос. техн. ун-т].- Курск, 2008.- 126 с.: ил. РГБ ОД, 61 09-5/669

смотреть введение
Введение к работе:

Актуальность темы. Одной из актуальных задач в условиях постоянного роста количества наземных подвижных объектов (НПО), в частности автомобилей, является развитие вычислительной техники и средств обработки изображений в составе систем технического зрения. В условиях постоянного увеличения плотности автомобилей особую актуальность приобретает создание автоматических средств достоверной оценки расстояния между автомобилем и препятствием в процессе движения или парковки.

Серийно выпускаемые технические средства обеспечивают частичное решение указанной задачи или характеризуются ограниченными функциональными возможностями. Так, известны ультразвуковые радары и системы предупреждения столкновений, применяемые для оценки расстояния до препятствия при парковке, недостатками которых является возможность обнаружения только объемных препятствий, низкая селективность. Известны также системы технического зрения для предупреждения столкновений, характеризуемые возможностью работы только в условиях хорошей освещенности и не обеспечивающие своевременное обнаружение встречного подвижного объекта при высокой скорости движения.

Другим важным фактором в условиях большой плотности дорожного потока существенную роль приобретают технические средства оценки состояния водителя. Вместе с тем анализ зарубежных систем распознавания состояния водителя выявляет избыточную вычислительную сложность алгоритмов, затрудняющую использование стандартных вычислительных средств для построения таких систем.

Таким образом, объективно имеет место противоречие между необходимостью повышения безопасности дорожного движения путем снижения рисков, связанных с действиями водителя, а также рисков, обусловленных внешними факторами, и ограниченными функциональными возможностями существующих средств соответствующего назначения вследствие их узкой специализации.

В этой связи актуальной научно-технической задачей является повышение точности и дальности обнаружения препятствий на пути движения наземного подвижного объекта и оценка состояния глаз водителя на основе разработки многофункциональной системы технического зрения подвижного объекта, обеспечивающей повышение безопасности участников дорожного движения.

Диссертационная работа выполнена в рамках фундаментальных исследований с госбюджетным финансированием, которые велись и ведутся в Курском государственном техническом университете (госбюджетная НИР: 11.1.05 «Исследование теоретических основ, методов и алгоритмов повышения качества обработки изображений в системе технического зрения» (№ гос. регистрации 01200508819, 2005 г.).

Целью работы является разработка адаптивной многофункциональной системы технического зрения, повышающей безопасность дорожного движения за счет анализа ситуации на дороге и состояния водителя.

В соответствии с указанной целью в работе решаются следующие основные задачи:

1) анализ существующих методов и алгоритмов обработки изображений в современных СТЗ НПО;

2) разработка математической модели многофункциональной СТЗ НПО с учетом изменения характеристик внешних условий (освещенность, визуальные помехи) и параметров движения объекта;

3) разработка методов адаптации и обнаружения движущихся объектов многофункциональной СТЗ подвижного объекта, с учетом изменения освещенности и компенсации размытости изображения, а также аппаратно-ориентированного алгоритма оценки состояния глаз водителя;

4) разработка структурно-функциональной организации многофункциональной адаптивной СТЗ подвижного объекта;

5) экспериментальная оценка качества функционирования СТЗ по реальным изображениям и путем имитационного моделирования.

Методы исследования. Для решения поставленных в работе задач используются теория распознавания образов, теория проектирования устройств ЭВМ, теория нечеткой логики, методы обработки и анализа дискретных изображений.

Новыми научными результатами и положениями, выносимыми на защиту, являются:

  1. математическая модель многофункциональной СТЗ подвижного объекта, особенностью которой является комплексный учет влияния внешней среды, параметров движения объектов и признака состояния водителя, позволившая синтезировать структурно-функциональную организацию СТЗ;

2) метод адаптации СТЗ, особенностью которого является использование логико-лингвистического описания характеристик внешней среды, позволяющий учесть влияние визуальных помех;

3) метод и аппаратно-ориентированный алгоритм обнаружения движущихся объектов, особенностью которых является компенсация размытости изображения, обусловленной движением объектов, обеспечивающие повышение точности определения его трехмерных координат;

4) аппаратно-ориентированный алгоритм оценки состояния водителя по признаку «открытые/закрытые» глаза, особенностью которых является обработка изображений лица водителя в различных спектральных диапазонах излучения, позволяющие обнаружить закрытие глаз водителем;

5) структурно-функциональная организация СТЗ подвижного объекта, особенностью которой является разработка и введение специализированных вычислительных устройств и связей с другими элементами системы, обеспечивающая требуемую точность обнаружения препятствий на пути движения объекта и оценка состояния водителя.

Объект исследований – автоматические средства повышения точности функционирования СТЗ НПО.

Предмет исследований – процессы обработки изображений СТЗ подвижных объектов.

Практическая ценность работы состоит в следующем:

– разработан метод компенсации эффекта размытия изображения и предложена его схемотехническая реализация при движении объектов, отличающийся возможностью его исполнения на ПЛИС и создания однокристальных средств повышения точности изображений;

– разработана адаптивная многофункциональная система технического зрения, повышающая безопасность дорожного движения посредством одновременного анализа нескольких факторов риска.

Основные результаты, полученные в теоретической части диссертации, доведены до уровня инженерных формул, алгоритмов и методик, что позволяет их использовать при проектировании систем технического зрения различного назначения.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались и получили положительную оценку на международных и российских конференциях, семинарах, симпозиумах: 7-ой, 8-ой Международных конференциях «Распознавание», Курск, 2005, 2008; 4-th International Conference «Information and Telecommunication Technologies in Intelligent Systems», Katania, Italy, 2006; Всероссийской научно-технической конференции «Интеллектуальные и информационные системы», Тула, 2007; Международном симпозиуме «Новые информационные технологии и менеджмент качества», Турция, 2008; на научно-технических семинарах кафедры «Вычислительная техника» Курского государственного технического университета с 2005 по 2008 гг.

Результаты работы внедрены в ОАО «Счетмаш» г. Курска и используются в учебном процессе Курского государственного технического университета.

Публикации. Результаты проведенных исследований и разработок опубликованы в 9 печатных работах, в том числе 3 статьи в журналах, рекомендованных перечнем ВАК. Получено свидетельство на регистрацию программы для ЭВМ.

В работах, опубликованных в соавторстве, лично соискателем разработаны: в [1] – метод обнаружения глаз на изображении лица; в [2] – метод устранения шумов на изображении; в [3, 4] – алгоритм выделения контуров на изображении; в [5, 6, 7] – математические модели ввода изображения рабочей сцены, адаптации к изменению освещенности; в [8, 9] – методика проведения диагностики бортового компьютера наземного подвижного объекта.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка литературы, включающего наименований, изложена на страницах и поясняется рисунками и таблицами.

Подобные работы
Бурмистров Алексей Владимирович
Методы повышения эффективности систем диагностики микропроцессорных средств управления : на примере объектов теплоснабжения
Кузяков Олег Николаевич
Разработка методов и средств автоматизированного контроля перемещений, деформаций и скорости внутренней коррозии при эксплуатации объектов транспорта и хранения жидких углеводородов
Калуцкий Игорь Владимирович
Метод, алгоритмы синтеза и структурно-функциональная организация отказоустойчивых нейросетевых логических устройств
Кокоулин Андрей Николаевич
Методы, алгоритмы и программы повышения надежности хранения информации на магнитных дисках
Плахов Александр Геннадьевич
Методы, алгоритмы и устройства для покадрового кодирования и передачи видеоданных по радиоканалам с низкой пропускной способностью
Коробкова Елена Николаевна
Методы и алгоритмы анализа и синтеза цифровых устройств, основанные на представлении логических функций в обобщенной форме
Бойков Александр Юрьевич
Разработка метода и алгоритма функционирования интеллектуального устройства контроля влагосодержания светлых нефтепродуктов на основе некогерентных волоконно-оптических преобразователей
Панищев Владимир Славиевич
Методы, высокопроизводительные алгоритмы и устройства обработки изображений с использованием нейроподобных структур
Петров Андрей Борисович
Методы и алгоритмы анализа элементов устройств вычислительной техники и систем управления на предсказуемость поведения
Чжао Цзюньцай
Исследование, разработка и аппаратная реализация методов и алгоритмов построения трёхмерных изображений по непараллельным сечениям

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net