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通過(guò)實(shí)時(shí)盲區(qū)檢測(cè)提高車(chē)輛安全性

e絡(luò)盟 ? 2024-08-30 16:39 ? 次閱讀
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e絡(luò)盟技術(shù)團(tuán)隊(duì)

車(chē)載汽車(chē)安全系統(tǒng)通過(guò)檢測(cè)駕駛員盲區(qū)中是否存在相鄰車(chē)輛,并警告駕駛員可能發(fā)生的事故來(lái)防止發(fā)生車(chē)禍。駕駛員可以使用此信息來(lái)安全地變道。在本文中,我們將討論盲區(qū)檢測(cè)技術(shù)。

技術(shù)對(duì)比

轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)監(jiān)控車(chē)輛附近駕駛員難以看到或無(wú)法看到的區(qū)域,并在必要時(shí)做出適當(dāng)?shù)姆磻?yīng)。大多數(shù)轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)都會(huì)使用攝像頭、雷達(dá)或超聲波。

  • 攝像頭:具有攝像頭的轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)通過(guò)數(shù)碼攝像頭來(lái)跟蹤車(chē)輛周?chē)年P(guān)鍵區(qū)域。駕駛員可以通過(guò)駕駛室內(nèi)的監(jiān)視器查看圖像。這些系統(tǒng)通過(guò)算法來(lái)對(duì)騎車(chē)人、行人和其他物體進(jìn)行分類(lèi)。然而,這種分類(lèi)需要進(jìn)行大量的計(jì)算。攝像頭系統(tǒng)的一個(gè)主要缺點(diǎn)是,在惡劣天氣和異常照明條件下,其功能會(huì)受到影響。

  • 超聲波:使用超聲波的轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)非常適合確定與物體的距離。該技術(shù)會(huì)測(cè)量系統(tǒng)發(fā)出聲波經(jīng)反射后的返回時(shí)間。然而,超聲波轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)無(wú)法確定方向或速度,也無(wú)法準(zhǔn)確地對(duì)檢測(cè)到的物體進(jìn)行分類(lèi)。超聲波傳感器在夜間的工作效率很高,但與攝像頭一樣,容易受到雨、雪和污垢的干擾。

  • 雷達(dá):雷達(dá)轉(zhuǎn)向輔助系統(tǒng)可以監(jiān)測(cè)車(chē)輛側(cè)面或后方區(qū)域中的物體。與超聲波系統(tǒng)一樣,雷達(dá)系統(tǒng)所發(fā)出的信號(hào)會(huì)被其監(jiān)測(cè)范圍內(nèi)的物體反射回來(lái)。此外,他們還可以利用所謂的多普勒效應(yīng)。因此,雷達(dá)可以準(zhǔn)確測(cè)量距離和速度。與攝像頭和超聲波系統(tǒng)不同,雷達(dá)技術(shù)不受天氣和照明條件等環(huán)境因素的影響。當(dāng)通過(guò)算法增強(qiáng)時(shí),這些系統(tǒng)可以對(duì)檢測(cè)到的物體進(jìn)行分類(lèi)。

因此,這三種技術(shù)在性能方面有所不同。攝像頭系統(tǒng)在物體分類(lèi)和分辨率方面更勝一籌。更高的分辨率可以創(chuàng)建畫(huà)質(zhì)非凡的清晰圖像。雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)距和測(cè)速時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì),并且與攝像頭系統(tǒng)和超聲波系統(tǒng)相比,更能適應(yīng)各種環(huán)境條件。

分類(lèi)

雷達(dá)

攝像頭

超聲波

白天/夜晚ll一般ll
太陽(yáng)投下的陰影ll?ll
ll一般一般
ll?一般
l??
污垢l??
范圍lll?
分辨率lll?
速度測(cè)量ll??
距離測(cè)量l一般?
物體檢測(cè)lllll
物體分類(lèi)lll?

表1:對(duì)比圖表

開(kāi)發(fā)基于雷達(dá)和攝像頭的智能汽車(chē)盲區(qū)檢測(cè)系統(tǒng)

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)通過(guò)結(jié)合雷達(dá)和攝像頭的數(shù)據(jù)來(lái)檢測(cè)物體。神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)基于RetinaNet,同時(shí)使用VGG骨干網(wǎng),可輸出邊界框坐標(biāo)的二維回歸結(jié)果和分類(lèi)分?jǐn)?shù)。術(shù)語(yǔ)“骨干網(wǎng)”是指將輸入數(shù)據(jù)合成為特定特征表示的特征提取網(wǎng)絡(luò)。VGG在圖像分類(lèi)和物體檢測(cè)方面非常有效。

神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可在焦點(diǎn)損失的情況下進(jìn)行訓(xùn)練,基線方法會(huì)在第一個(gè)卷積層期間使用VGG特征提取器。經(jīng)過(guò)專(zhuān)門(mén)設(shè)計(jì),神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)可以自行學(xué)習(xí)雷達(dá)和攝像頭數(shù)據(jù)融合的最佳深度水平。圖2顯示了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的高級(jí)結(jié)構(gòu)。

Structure of Radar and camera

圖2:雷達(dá)和攝像頭的結(jié)構(gòu)

準(zhǔn)備數(shù)據(jù)集和訓(xùn)練

本節(jié)介紹數(shù)據(jù)集的預(yù)處理和訓(xùn)練

雷達(dá)和nuScenes數(shù)據(jù)集預(yù)處理

雷達(dá)傳感器分析方位角和雷達(dá)截面(RCS)等數(shù)據(jù),以輸出具有相關(guān)特性的二維點(diǎn)云。數(shù)據(jù)從二維地平面轉(zhuǎn)換為垂直圖像平面,并作為像素值存儲(chǔ)在增強(qiáng)圖像中。輸入攝像頭圖像具有三個(gè)通道(紅、綠、藍(lán)),可與雷達(dá)通道相結(jié)合,構(gòu)成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入信號(hào)。來(lái)自三個(gè)雷達(dá)的點(diǎn)云被連接起來(lái),并用作投影雷達(dá)輸入。不同數(shù)據(jù)集的攝像頭視場(chǎng)(FOV)也不盡相同,使用校準(zhǔn)方法來(lái)將世界坐標(biāo)映射到圖像坐標(biāo)中。由于雷達(dá)需要提供有關(guān)探測(cè)高度的信息,因此融合數(shù)據(jù)的難度就更大了。假設(shè)檢測(cè)從地平面開(kāi)始,并垂直擴(kuò)展以考慮物體的高度。檢測(cè)汽車(chē)、卡車(chē)、摩托車(chē)、自行車(chē)和行人等交通對(duì)象,并假設(shè)高度延伸為3米,然后將攝像頭像素與雷達(dá)數(shù)據(jù)相關(guān)聯(lián)。雷達(dá)數(shù)據(jù)被映射到像素寬度為1的圖像平面中。

表2顯示了nuScenes數(shù)據(jù)集被精簡(jiǎn)為用于檢測(cè)評(píng)估的23個(gè)原始對(duì)象類(lèi)。地面實(shí)況過(guò)濾器可能會(huì),也可能不會(huì)被用于評(píng)估nuScenes結(jié)果。

訓(xùn)練

將nuScenes的原始數(shù)據(jù)拆分為60:20:20,以平衡訓(xùn)練集、驗(yàn)證集和測(cè)試集中的白天、雨天和夜晚場(chǎng)景的數(shù)量。NuScenes圖像的輸入尺寸為360 x 640像素。平均精度可以根據(jù)數(shù)據(jù)集中出現(xiàn)的對(duì)象類(lèi)加權(quán)計(jì)算得出。Imagenet數(shù)據(jù)集用于預(yù)訓(xùn)練VGG特征提取器的權(quán)重。在預(yù)處理過(guò)程中,攝像頭圖像通道進(jìn)行了縮放,但雷達(dá)通道未進(jìn)行縮放。數(shù)據(jù)擴(kuò)增是為了增加數(shù)量相對(duì)較少的已標(biāo)記數(shù)據(jù)。

對(duì)象分類(lèi)

nuScenes

汽車(chē)

22591

巴士

1332

摩托車(chē)

729

卡車(chē)

5015

拖車(chē)

1783

自行車(chē)

616

行人

10026

表2:nuScene數(shù)據(jù)集各類(lèi)對(duì)象

e絡(luò)盟與許多不同的供應(yīng)商合作,提供各種工業(yè)傳感器傳感器連接器、組件、產(chǎn)品和解決方案組合,例如雷達(dá)、攝像頭和超聲波傳感器。e絡(luò)盟可為設(shè)計(jì)執(zhí)行、開(kāi)發(fā)和項(xiàng)目提供支持。

結(jié)語(yǔ)

盲區(qū)安全輔助系統(tǒng)可在駕駛過(guò)程中提醒駕駛員注意盲區(qū)中的各種潛在危險(xiǎn)。該技術(shù)可降低事故風(fēng)險(xiǎn),有助于提高駕駛者安全。該系統(tǒng)使用攝像頭、超聲波或雷達(dá)傳感器來(lái)檢測(cè)駕駛員盲區(qū)內(nèi)的障礙物或其他車(chē)輛。報(bào)警信號(hào)會(huì)立即以獨(dú)特的聲音或燈光通知駕駛員。這三種技術(shù)各有優(yōu)勢(shì)。攝像頭系統(tǒng)在物體分類(lèi)和分辨率方面更勝一籌。在這三種技術(shù)中,雷達(dá)系統(tǒng)在測(cè)距和測(cè)速時(shí)具有明顯優(yōu)勢(shì),并且與攝像頭系統(tǒng)和超聲波系統(tǒng)相比,更能適應(yīng)各種環(huán)境條件。

編者按

敬請(qǐng)?jiān)L問(wèn)e絡(luò)盟新聞中心獲取有關(guān)本則新聞的更多信息及相關(guān)影像資料。

關(guān)于e絡(luò)盟

e絡(luò)盟隸屬于Farnell集團(tuán)。Farnell是全球電子元器件以及工業(yè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、維護(hù)和維修產(chǎn)品與技術(shù)的分銷(xiāo)商,專(zhuān)注快速與可靠交付。從原型研究與設(shè)計(jì)到生產(chǎn),F(xiàn)arnell全天候?yàn)榭蛻?hù)提供可靠的產(chǎn)品與專(zhuān)業(yè)服務(wù)。憑借逾80年行業(yè)經(jīng)驗(yàn)、47個(gè)本地化網(wǎng)站以及3500多名員工的專(zhuān)業(yè)團(tuán)隊(duì),F(xiàn)arnell致力于為客戶(hù)提供構(gòu)建未來(lái)技術(shù)所需的各類(lèi)組件。

Farnell在歐洲經(jīng)營(yíng)Farnell品牌,北美經(jīng)營(yíng)Newark品牌,亞太地區(qū)經(jīng)營(yíng)e絡(luò)盟品牌。同時(shí),F(xiàn)arnell還通過(guò)CPC公司直接向英國(guó)地區(qū)供貨。

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