Рассмотрим в статье устройство и принцип работы системы обнаружения пешеходов. Наведены основные варианты названий, методика и вывод об использовании. В конце статьи видео-обзор принципа работы системы обнаружения пешеходов.Рассмотрим в статье устройство и принцип работы системы обнаружения пешеходов. Наведены основные варианты названий, методика и вывод об использовании. В конце статьи видео-обзор принципа работы системы обнаружения пешеходов.
Содержание статьи:
- История появления
- Устройство и варианты
- Методика обнаружения
- Принцип работы
- Плюсы и минусы
- Автомобили
- Видео
Система обнаружения пешеходов – специальная вспомогательная система безопасности, позволяющая обнаружить пешеходов и избежать с ними столкновения. Можно сказать это целый механизм, который включает в себя как программное обеспечение, так и техническую часть (датчики, камеры, радары). Особенность данной системы не только в том, что она может распознать пешехода и уведомить об этом водителя, но и управлять автомобилем, чтоб избежать столкновения или минимизировать его силу. Как правило, обнаружение пешеходов ведется на проезжей части или обочине, а так же местах, которые попадают в зону передвижения автомобиля.
Как появилась система обнаружения пешеходов
Еще с начала 90-ых годов, разработкой системы обнаружения людей на определенной дистанции и территории занимались военные инженеры. Тогда это было необходимо для безопасности и дополнительной защиты, но, как и любая технология, со временем она перекочевала в гражданское использование. Впервые данная технология появилась в специальных фотоаппаратах, которые были способны распознавать человеческое лицо (фотоаппараты японских производителей начала 21-го века).
Начиная с 2010-го года, автомобильный производитель Volvo начала устанавливать данный механизм на свои топовые версии автомобилей, дав имя системе PDS (Pedestrian Detection System) – система обнаружения пешеходов. На сегодня существует несколько подобных систем у разных производителей, но между тем все они работают по одному принципу и с одинаковым предназначением.
Как уже говорили, основное назначение системы обнаружения пешеходов – распознать движущиеся объекты и уведомить об этом водителя. Если же рассматривать самые современные разработки инженеров, точней последние версии данного механизма, то система так же может избежать столкновения, управлять рулем, тормозом или вовсе просчитать оптимальный маршрут, чтоб избежать ДТП. По данным статистики и разных исследований, после начала использования данной системы, процент смертельного исхода столкновения с пешеходов снизился на 20%, а процент нанесения тяжких повреждений на 30%, что сразу же показывает полезные факторы данного механизма.
Устройство и варианты системы PDR
Устройство системы обнаружения пешеходов весьма сложный механизм. Как уже говорили, в его перечень входить программная и аппаратная часть, которые тесно взаимосвязаны между собой. В зависимости от автомобильного производителя, техническая часть системы может отличаться, а вот программное обеспечение отличается минимально. Как правило, в стандартном перечне системы обнаружения пешеходов используется камера, радар и датчики движения, компания Subaru добавила еще одну камеру (суммарно получается две камеры спереди).
Не исключен вариант, что система обнаружения пешеходов может паразитировать за счет других систем безопасности или же использовать отдельные узлы. Например, камеру кругового обзора, датчики разных систем безопасности. Стоит понимать, что это основные детали и в зависимости от марки и модели авто, конфигурация и структура может меняться.
Как распознаются образы пешеходов
Сердцем системы обнаружения пешеходов является программное обеспечение, именно оно распознает, принимает окончательное решение и выдает уведомление водителю. Для распознавания используется несколько методов, каждый из которых применяется при определенных условиях. Всего специалисты выделяют 4 основные метода, которые подходят под разные ситуации и работают максимально эффективно, к тому же совокупный результат таких методов дает большой процент распознания и обнаружения пешеходов.
Первый и основной метод – целостное обнаружение. В таком случае система направлена на обнаружение целостного движущегося объекта. Распознаются целостные габариты, блок управления анализирует полученные габариты и сравнивает со схожими габаритами, а инфракрасный датчик указывает на наличие тепла в распознаваемом объекте, то система делает соответственный вывод о том, что данный объект это человек (по крайней мере живой объект).
Второй метод обнаружения пешеходов – частичный метод. На изображении, полученном с камеры, рассматривается не полный образ, а только отдельные элементы или их совокупность. Как правило, это могут быть контуры головы, туловища, конечностей или их совокупность. Для этого метода в базе так же сохранены габариты отдельных контуров и деталей. Способ на порядок точней предыдущего, но требует больше времени, чтоб собрать и проанализировать информацию.
Третий метод – обнаружение пешехода по образцам. Скорей это даже не отдельный метод, а совокупность двух предыдущих (целостного и частичного). Блок управления оснащают специальной большой базой данных, в которую вносится фиксированная информация о форме тела, отдельных деталях тела, возможные варианты отклонения от стандарта и прочие характеристики пешеходов.
Четвертый метод обнаружения пешеходов – за счет использования нескольких камер. Такой метод чаще всего используется в автомобилях марки Subaru, в результате чего каждая камера может следить за определенным пешеходом, а система в свою очередь предсказывать траекторию каждого пешехода. Благодаря такому методу безопасность автомобиля на намного выше, к тому же, система может проанализировать намного больше ситуаций, чтоб избежать столкновения с пешеходом. Блок управления разбивает общую картинку на несколько отдельных фрагментов, каждый из которых анализируется отдельно на возможный риск столкновения.
Как работает система обнаружения пешеходов
Разобравшись с основной методикой работы системы обнаружения пешеходов, рассмотрим, как же устроен общий принцип работы всего механизма, от программного обеспечения, до технической части. Чтоб обнаружить (распознать) пешехода на проезжей части, система использует одну или несколько видео камер и специальный радар, а так же может быть установлен инфракрасный датчик для лучшего эффекта обнаружения (зависит от метода обнаружения).
Самая эффективная дистанция для обнаружения пешехода – 40 метров, но многое зависит от погодных условий, рельефа местности и освещения. Как только система обнаружила пешехода, сразу же проводится анализ направления передвижения объекта и последующее местоположение в момент максимального сближения автомобиля с пешеходом. Зачастую такая система выводит изображение на дисплей мультимедийной системы, чтоб водитель максимально мог понять ситуацию на дороге и принять последующие действия.Параллельно с выводом изображения на дисплей, система обнаружения пешеходов анализирует вероятность столкновения. Если же вероятность мизерная или вовсе отсутствует, водителю просто показывается образ пешехода без каких-либо дополнительных сигналов. В случае, когда система установила, что столкновение неизбежно при текущем состоянии автомобиля, водителю посылается соответственный звуковой сигнал.
Современные системы обнаружения пешехода, в особенности компании Volvo, получили доработку в направлении интеллекта. Если столкновение неизбежно после обнаружения пешехода и водитель не осуществляет никаких действий, то система берет управление на себя и максимально старается избежать столкновения. Как правило, это управление рулевым колесом, тормозной системой и двигателем в целом.
Так же система учитывает и распознает движущиеся транспортные средства и другие объекты, тем самым приводя к минимальному варианту столкновения, или минимизирует последствия. В таком случае система использует механизм экстренного торможения и задействует другие системы безопасности, установленные на автомобиль.
По статистике разных испытаний, система обнаружения пешеходов самостоятельно может избежать столкновения на скорости до 35 км/час, хотя на момент начала 2019 года говорят о повышении планки до 50 км/час. Превышая этот порог скорости, система не может самостоятельно полностью избежать столкновения, но может минимизировать последствия и тяжесть нанесения удара пешеходу. Таким образом, на сегодня статистика столкновения с пешеходом и тяжелыми последствиями на скорости 65 км/час – 85%, на скорости 50 км/час показатель 45%, а на 30 км/час всего 5%.
Инженеры Volvo уменьшили риск травмирования пешеходов за счет совместного использования других систем безопасности, например, подушки безопасности пешехода (между ветровым стеклом и капотом автомобиля), а так же системы защиты пешеходов. Если говорить о самых современных механизмах обнаружения пешеходов, то они базируются на системе ночного виденья, что позволяет работать в ночное время и более точно получать результат анализа. С другой же стороны анализ активного ухода от столкновения в такой системе работает намного хуже.
Преимущества и недостатки системы PDR
Любой механизм, каким бы он не был совершенным, имеет свои плюсы и минусы. Система обнаружения пешеходов так же имеет преимущества и недостатки. Если говорить о плюсах, то здесь это существенная помощь водителю, избежание возможных ДТП. Немаловажным фактором является логика блока управления, когда он может применять решение самостоятельно и в случае необходимости полностью остановить автомобиль или уменьшить травматизм к минимуму. Лучше всего система обнаружения пешеходов показала себя в режиме городского передвижения, когда из-за машины может выбежать ребенок или же на проезжую часть выйти пешеход.
Что касается негативных моментов, то, несмотря на сложность системы и громкое название, они так же есть. Например, метод целостного обнаружения пешеходов может выдать ошибку, когда в зону распознавания попадают сразу несколько пешеходов или разных объектов (живых и не живых). В результате система не сможет правильно сделать выводы.
Еще один огромный фактор и он же минус – погодные условия. Система практически отказывается работать в дождливую погоду и вовсе не работает в снежную погоду. Куда хуже будет результат распознавания в туман или при плохом освещении. К тому же, стоит понимать, что последнее решение все же остается за водителем, как и последствия столкновения с пешеходом, поэтому данная система скорей является вспомогательной для водителя и только в самых экстренных и непредсказуемых ситуациях может принимать окончательное решение без права вмешательства. В случае необходимости систему можно выключить, так как в населенных городах, и интенсивном движении пешеходов система попросту не даст двигаться автомобилю.
На какие автомобили установлена система PDR
Самым первым и основным автомобильным производителем, на автомобилях которого чаще всего можно встретить систему обнаружения пешеходов считается компания Volvo. Именно они первые, кто разработал и начал устанавливать подобный механизм. Сегодня же распознавание образов доведено до совершенства и соблюдая все правила и скорость, вероятность избежание столкновения составляет больше 90%. Примером тому может послужить седан Volvo S90 или кроссовер Volvo XC90.
Не отстала от разработок и компания Subaru, разработав методику обнаружения пешеходов за счет использования двух камер спереди автомобиля. Чаще всего такой механизм можно встретить на моделях Субару Легаси и Аутбэк. Так же подобную систему можно найти на топовых моделях автомобилях компании Mercedes-Benz, Audi, BMW, Rolls-Royce, Land Rover и других известных марок. Многие страны приняли договор о том, что такие премиальные автомобили, начиная с базовой комплектации, машины должны быть укомплектованы подобным механизмом.
Понятно дело, что наличие системы обнаружение пешеходов на борту автомобиля добавляет в общей стоимости некую сумму. С другой же стороны, если есть возможность установить систему обнаружения пешеходов на автомобиль в момент покупки, не стоит на этом экономить, так как в дальнейшем она может сыграть не одна положительную роль в разных ситуациях.
