Riconoscimento dei segnali stradali: Sbloccare il potere della visione artificiale

Di Fouad Sabry

Che cos'è il riconoscimento dei segnali stradali

Il riconoscimento dei segnali stradali (TSR) è una tecnologia grazie alla quale un veicolo è in grado di riconoscere i segnali stradali messi sulla strada, ad es. "limite di velocità" o "bambini" o "girare avanti". Questo fa parte delle funzionalità collettivamente chiamate ADAS. La tecnologia è stata sviluppata da una varietà di fornitori automobilistici. Utilizza tecniche di elaborazione delle immagini per rilevare i segnali stradali. I metodi di rilevamento possono essere generalmente suddivisi in metodi basati sul colore, basati sulla forma e basati sull'apprendimento.

Come trarne vantaggio

(I) Approfondimenti e convalide sui seguenti argomenti:

Capitolo 1: Riconoscimento della segnaletica stradale

Capitolo 2: Segnaletica stradale

Capitolo 3: Sistema di trasporto intelligente

Capitolo 4: Controllo elettronico della stabilità

Capitolo 5: Sistema avanzato di assistenza alla guida

Capitolo 6: Sistema di avviso di deviazione dalla corsia

Capitolo 7: Cruise control adattivo

Capitolo 8: Aumento intelligente della velocità

Capitolo 9: Sistema di monitoraggio del conducente

Capitolo 10: Sistema di prevenzione delle collisioni

(II) Rispondere al domande principali del pubblico sul riconoscimento dei segnali stradali.

(III) Esempi reali dell'utilizzo del riconoscimento dei segnali stradali in molti campi.

A chi è rivolto questo libro

Professionisti, studenti universitari e laureati, appassionati, hobbisti e coloro che desiderano andare oltre le conoscenze o le informazioni di base per qualsiasi tipo di riconoscimento dei segnali stradali.

 

 

• Lingua: Italiano
• Editore: Un Miliardo Di Ben Informato [Italian]
• Data di uscita: 4 mag 2024

Anteprima del libro

Capitolo 1: Riconoscimento dei segnali stradali

Il riconoscimento dei segnali stradali (TSR) è una tecnologia che consente a un'auto di riconoscere i segnali stradali, come limite di velocità o bambini o svolta avanti. Questo è uno degli aspetti denominati congiuntamente ADAS. Diversi fornitori di automobili stanno attualmente sviluppando la tecnologia. Rileva i segnali stradali utilizzando tecniche di elaborazione delle immagini. Gli approcci di rilevamento possono essere ampiamente classificati come basati sul colore, sulla forma o sull'apprendimento.

La Convenzione di Vienna sulla segnaletica stradale è un patto del 1968 che ha facilitato la standardizzazione internazionale della segnaletica stradale. Circa 52 paesi, di cui 31 europei, hanno firmato questo accordo. La norma classifica i segnali stradali in sette gruppi, rappresentati dalle lettere dalla A alla H. Questa standardizzazione è stata la forza trainante dello sviluppo globale dei sistemi di riconoscimento dei segnali stradali.

Il riconoscimento dei segnali stradali ha debuttato nel 2008 sulla Opel Insignia del 2009 sotto forma di riconoscimento dei segnali di limite di velocità.

Inoltre, le tecnologie di seconda generazione sono in grado di identificare le restrizioni di sorpasso. È stato lanciato nel 2008 su Opel Insignia. Non è in grado di riconoscere i segnali di confine della città, che sono correlati ai limiti di velocità nella maggior parte dei paesi europei, perché sono troppo simili ai segnali di direzione.

A partire da maggio 2022, si prevede che tali sistemi saranno obbligatori su tutti i veicoli di nuova vendita nell'UE.

Numerose automobili, camion e camion contemporanei sono dotati di telecamere rivolte in avanti in grado di valutare i segnali stradali. I limiti di velocità sono uno dei casi d'uso fondamentali per un sistema di riconoscimento dei segnali stradali. La maggior parte dei dati GPS otterrebbe informazioni sulla velocità, ma i segnali stradali aggiuntivi possono anche essere utilizzati per estrarre informazioni e mostrarle sul cruscotto del veicolo per avvisare il conducente del segnale stradale. Si tratta di una funzione avanzata di assistenza alla guida presente nella maggior parte dei veicoli di lusso, principalmente nelle automobili europee.

I veicoli autonomi e le auto a guida autonoma stanno guidando lo sviluppo di sistemi di riconoscimento dei segnali stradali basati su reti neurali convoluzionali. In queste circostanze, il sistema di rilevamento deve riconoscere una serie di segnali stradali oltre ai limiti di velocità. Qui sta il significato della Convenzione di Vienna sulla segnaletica stradale. Utilizzando tecniche di Deep Learning, una rete neurale convoluzionale può essere addestrata a interpretare questi segnali stradali predeterminati e imparare.

L'elaborazione delle immagini e la visione artificiale vengono utilizzate dalla rete neurale per addestrare la rete con vari risultati. La rete neurale addestrata è quindi in grado di rilevare nuovi segnali stradali in tempo reale. Le aziende di auto a guida autonoma, come Waymo e Uber, generano e esternalizzano set di dati sui segnali stradali a società di mappe e navigazione, come Tom Tom. Questo obiettivo è altamente efficace e realizzabile in tempo reale grazie all'applicazione di tecniche di visione artificiale e reti neurali all'avanguardia.

Esistono numerosi algoritmi per il riconoscimento dei segnali stradali. Quelli comuni sono quelli basati sulla forma del cartello. Le forme tipiche dei cartelli come esagoni, cerchi e rettangoli vengono utilizzate per classificare i vari tipi di segni. Altri importanti algoritmi di riconoscimento dei caratteri includono funzionalità simili a Haar, codice Freeman Chain, rilevamento AdaBoost e approcci per reti neurali di deep learning. Le caratteristiche simili a quelle di Haar possono essere utilizzate per generare classificatori a cascata che possono essere successivamente utilizzati per identificare i caratteri della scheda del cartello.

È possibile incorporare il deep learning nel rilevamento dei segnali stradali. L'approssimazione poligonale delle curve digitali utilizzando l'algoritmo Ramer-Douglas-Peucker può essere utilizzata per determinare la forma dei cartelli stradali, mentre approcci come Support Vector Machines e Byte-MCT con il classificatore AdaBoost sono stati utilizzati per rilevare i segnali stradali.

Le informazioni possono essere pertinenti per l'assistenza intelligente alla velocità.

Le automobili Audi dotate di tali sistemi sono prodotte occasionalmente, BMW, Citroën, Ford, Honda, Infiniti, Jaguar, Jeep, Land Rover, Lexus, Mercedes, Nissan, Opel, Peugeot, Porsche, Renault, Toyota, i marchi Volkswagen e Volvo.

Per esempio:

Audi: A8 Audi

I modelli BMW includono la BMW Serie 7, la BMW Serie 5 Gran Turismo e la BMW Serie 5.

Mercedes-Benz Classe E e Mercedes-Benz Classe S

Opel Insignia e Opel Corsa

Saab 9-5

Volkswagen Phaeton

2022+ Lexus GS, Lexus LS e Lexus RX

{Fine Capitolo 1}

Capitolo 2: Segnale stradale

I segnali stradali o segnali stradali sono segnali costruiti lungo o sopra le strade per fornire ai conducenti indicazioni o informazioni. La prima segnaletica era costituita da semplici cartelli in legno o in pietra. Più tardi, furono introdotti cartelli con braccia direzionali, come i fingerposts nel Regno Unito e i loro equivalenti in legno in Sassonia.

A partire dagli anni '30, con l'aumento dei volumi di traffico, numerose nazioni hanno adottato la segnaletica illustrata o hanno comunque semplificato e standardizzato la segnaletica per affrontare gli ostacoli linguistici e migliorare la sicurezza stradale. Questi segni grafici sostituiscono le parole con simboli (spesso sagome) e sono in genere basati su norme internazionali. Questi segni hanno avuto origine in Europa e sono stati adottati in varia misura dalla maggior parte delle nazioni.

Le convenzioni a livello internazionale, come la Convenzione di Vienna sulla segnaletica stradale, hanno contribuito a un certo grado di standardizzazione nei sistemi di segnaletica stradale di molte nazioni. I paesi hanno anche (in una certa misura) seguito unilateralmente altre nazioni per ridurre al minimo la confusione.

I segnali stradali possono essere classificati in varie categorie. L'allegato 1 della Convenzione di Vienna del 1968 sulla segnaletica stradale, che al 30 giugno 2004 contava 52 firmatari, definisce otto categorie di segnaletica:

A. Dispositivi di segnalazione di pericolo

Indicatori di priorità

C. Segnali proibitivi o limitati

Segnaletica obbligatoria

E. Indicazione normativa specifica

F. Informazioni, strutture e servizi

G. Direzionale, direzionale o indicativo

Finestre aggiuntive

Le insegne negli Stati Uniti, in Canada, in Irlanda, in Australia e in Nuova Zelanda rientrano nelle seguenti categorie:

Segnaletica regolamentare

Segnali

Segnali guida

Cartelli con i nomi delle vie

Segnaletica stradale

Segnaletica autostradale

Segnaletica autostradale

Cartelli di benvenuto

Cartelli informativi

Segnaletica per interessi ricreativi e culturali

Segnaletica per la gestione delle emergenze (protezione civile)

Segnali che indicano il controllo temporaneo del traffico (zona di costruzione o di lavoro)

Segnaletica scolastica

Segnaletica per ferrovie e metropolitana leggera

Segnaletica per biciclette

Le categorie, il posizionamento e i criteri grafici per i segnali stradali e la segnaletica orizzontale negli Stati Uniti sono legalmente regolamentati nel Manuale della Federal Highway Administration sui dispositivi uniformi di controllo del traffico.

La distinzione tra segnali direzionali di avanzamento, segnali direzionali di interscambio e segnali di rassicurazione è alquanto informale tra i segnali direzionali. A una distanza prestabilita dallo svincolo, i segnali direzionali forniscono informazioni per ogni direzione. Una manciata di paesi non fornisce informazioni sulla strada da percorrere (i cosiddetti segnali pull-through), ma semplicemente istruzioni a sinistra e a destra. I segnali di guida anticipata consentono agli automobilisti di adottare misure di sicurezza per l'uscita (ad esempio, cambiare corsia, ricontrollare se questa è l'uscita corretta, rallentare). I conducenti perderebbero le uscite senza di loro, quindi spesso vengono posizionati solo su superstrade e autostrade. Sebbene ogni paese abbia il proprio metodo, il primo segnale di approccio per un'uscita interstatale è in genere posizionato ad almeno 1 chilometro (0,6 miglia) dallo svincolo effettivo. Tipicamente, uno o due ulteriori segnali di direzione in anticipo seguiranno questo segnale prima dello svincolo vero e proprio.

I segnali stradali più antichi erano indicatori di distanza o di direzione;