Кейс · детекция и расчёт габаритов ТС по данным трёх лидаров
ПО для детекции и расчёта габаритов ТС с использованием 3-х лидаров
Программа воссоздаёт на компьютере дорожную систему контроля: три лидара над проезжей частью сканируют проезжающие машины, а разработанный алгоритм по облаку точек детектирует ТС и считает их длину, высоту и ширину. Имитационная модель с 2D и 3D визуализацией показывает проезд транспорта, а проверка прогоняется сразу на потоке из множества ТС.
Главный результат
Габариты каждой машины считаются автоматически по данным трёх лидаров, пока она едет — без ручного замера и остановки транспорта.
Почему габариты трудно измерить на дороге
Ручной замер останавливает поток
Останавливать и обмерять каждую фуру рулеткой на потоке — нереально и небезопасно.
Сырое облако точек
Данные с трёх лидаров представляют собой неструктурированное облако точек, не содержащее готовых значений габаритов.
Шум и лишние объекты
В данные попадают помехи и соседние машины — без очистки размер получается неверным.
Непонятно, можно ли доверять
Нужна была уверенность, что расчёт стабильно точен на разных машинах и скоростях.
Что нужно было сделать
Разработать алгоритм детекции и расчёта габаритов транспорта по данным трёх лидаров — длины, высоты и ширины — и имитационную модель проезда ТС с 2D и 3D визуализацией. С учётом реальных характеристик датчиков, очисткой от шума и проверкой расчёта сразу на потоке из множества машин.
Что я сделал
Разработал алгоритм детекции и расчёта габаритов транспорта по данным трёх лидаров: смоделировал процесс сканирования, при котором отражение лазерных лучей от поверхности приближающегося автомобиля формирует облако точек — с учётом реальных характеристик датчиков: угла обзора, дальности, скорости и точности измерений.
По объединённому облаку точек с трёх лидаров алгоритм детектирует машину, считает её длину, высоту и ширину и отличает легковой автомобиль от фуры и автопоезда, отслеживая каждую отдельно. Для наглядной проверки построил имитационную модель проезда ТС с 2D и 3D визуализацией сцены.
Путь одной машины через контроль
Сканирует
Три лидара собирают точки поверхности приближающегося автомобиля.
Отслеживает
Выделяет машину из потока, очищает данные от шума и ведёт её отдельно.
Считает габариты
По облаку точек определяет длину, высоту и ширину и тип ТС.
Фиксирует проезд
Записывает результат и факт проезда — готовый для проверки на потоке.
Что умеет программа
Модель сканирования
Воспроизводит работу трёх лидаров по точкам с реальными углом обзора, дальностью и точностью.
Алгоритм детекции и расчёта габаритов
Детектирует ТС и считает длину, высоту и ширину по объединённому облаку точек трёх лидаров.
Классификация ТС
Отличает легковые автомобили, фуры и автопоезда.
Очистка от помех
Фильтрует шум и случайные ошибки, чтобы размер был достоверным.
Имитационная модель проезда
Показывает проезд транспорта наглядно — плоской и объёмной картинкой (2D и 3D) с настройками.
Массовые прогоны
Гоняет проверку на потоке из множества машин для оценки надёжности расчёта.
Видно и проверяемо
Всё происходящее видно наглядно: имитационная модель показывает проезд ТС плоской и объёмной картинкой, позволяет менять настройки и следить, как три лидара собирают точки с каждой машины.
А чтобы убедиться в надёжности, программа прогоняет массовые проверки на потоке из множества ТС и показывает, насколько стабильно считаются габариты. Такой подход применяется на дорогах и пунктах контроля.
Как это выглядит
Что изменилось
Было
- —Габариты замеряли вручную, останавливая транспорт
- —Из сырого облака точек размер сам не получить
- —Непонятно, насколько стабильно точен расчёт
Стало
- ✓Габариты считаются по данным трёх лидаров, пока машина едет
- ✓Шум отфильтрован, каждая машина отслеживается отдельно
- ✓Надёжность проверена на потоке из множества ТС
Дорожная система контроля габаритов воспроизведена на компьютере: три лидара сканируют поток, разработанный алгоритм детектирует машины и считает их длину, высоту и ширину по облаку точек, а имитационная модель с 2D и 3D визуализацией показывает проезд ТС. Подход применим на дорогах и пунктах контроля.