Details

Тема выпускной квалификационной работы: «Разработка системы кругового обзора легкового автомобиля для научно-образовательного стенда». Данная работа посвящена разработке программного обеспечения системы кругового обзора в рамках учебного стенда, для дальнейшего изучения систем помощи водителю. Задачи, которые решались в ходе разработки: 1. Сравнительный анализ методов расчётов внутренних и внешних параметров камер; 2. Сравнительный анализ алгоритмов синтезирования изображении; 3. Рассмотрены подходы для решения задач фотометрической коррекции; 4. Реализована программная часть системы кругового обзора с использованием графического процессора. В работе рассмотрены основные проблемы систем дополненной реальности, использующие обзор в 360° для ADAS. Разработаны требования к системе кругового обзора для научно-образовательного стенда. Проанализированы основные алгоритмы построения мульти-видовой системы. Спроектирована программная архитектура такой системы для научно-образовательного стенда, в виде малогабаритной беспилотной машины. Рассмотрены возможности изменять обзор виртуальной камеры для получения трехмерного отображения или вида сверху. В результате было разработано программное обеспечение системы кругового обзора с использованием четырех камер для платформы Jetson Tegra TX2. Разработаны дополнительные настройки проекции текстуры для системы кругового обзора, с учетом искажения объектов. Произведено модульное тестирование программного проекта.

The subject of the graduate qualification work is «Development the surround view system of a vehicle for a scientific and educational stand». This work is devoted to the development of software for the surround view system within the educational stand, for further study of driver assistance systems. Tasks that were solved during the development: 1. Comparative analysis of methods for calculating instrinsic and extrinsic parameters of chambers; 2. Comparative analysis of image synthesis algorithms; 3. Approaches for solving problems of photometric correction are considered; 4. The software part of the surround view system using a graphics processor has been implemented. The work deals with the main problems of augmented reality systems using the 360° view for ADAS. Requirements for a surround view system for a scientific and educational stand have been developed. The main algorithms for constructing a multi-view system are analyzed. Designed the software architecture of such a system for a scientific and educational stand, in the form of a small-sized unmanned vehicle. The possibilities of changing the view of the virtual camera to obtain a three-dimensional display or a top view are considered. As a result, a four-camera surround view system software was developed for the Jetson Tegra TX2 platform. Additional texture projection settings for the surround viewing system have been developed, taking into account the distortion of objects. Unit testing of the software project was carried out.

• СПИСОК ОБОЗНАЧЕНИЙ И СОКРАЩЕНИЙ
• ВВЕДЕНИЕ
• 1. Исследование алгоритмов построения системы кругового обзора
  • 1.1. Анализ решений СКО автотранспортных систем
    • 1.1.1. СКО от Texas Instruments
    • 1.1.2. СКО от BMW
    • 1.1.3. СКО от Toyota
    • 1.1.4. СКО от Hyundai
  • 1.2. Общая схема построения СКО
    • 1.2.1. Геометрическое выравнивание
    • 1.2.2. Синтез изображений
    • 1.2.3. Фотометрическое выравнивание
  • 1.3. Выводы по разделу
• 2. Анализ алгоритмов системы кругового обзора
  • 2.1. Анализ алгоритмов калибровки камер
    • 2.1.1. Расчет параметров камер методом расчета гомографии плоскости земли
    • 2.1.2. Расчет параметров камер методом минимизации ошибки перепроецирования
    • 2.1.3. Расчет параметров камер методом минимизации фотометрической ошибки
  • 2.2. Методы поиска и сопоставления общих ключевых точек
    • 2.2.1. Алгоритм обнаружение ключевых точек методом углов Харриса
    • 2.2.2. Алгоритм scale-invariant feature transform (SIFT)
    • 2.2.3. Алгоритм binary robust invariant scalable keypoints (BRISK)
    • 2.2.4. Метод Oriented FAST and Rotation Aware BRIEF (ORB)
    • 2.2.5. Метод Learned Invariant Feature Transform (LIFT)
  • 2.3. Синтез изображении полученных с нескольких камер
    • 2.3.1. Синтез изображений алгоритмом линейного блендинга
    • 2.3.2. Синтез изображений алгоритмом перьевого блендинга
    • 2.3.3. Синтез изображений алгоритмом широкополосного блендинга
    • 2.3.4. Синтез изображений блендингом доменов градиента
  • 2.4. Фотометрическое выравнивание
    • 2.4.1. Фотометрическая коррекция методом тональной кривой
    • 2.4.2. Фотометрическая коррекция методом тонального отображения Рейнхарда
    • 2.4.3. Фотометрическая коррекция методом адаптивного логарифмического отображения
    • 2.4.4. Фотометрическая коррекция методом минимизации фотометрического искажения
    • 2.4.5. Усиление яркости методом гамма-коррекции
  • 2.5. Выводы по разделу
• 3. Реализация системы кругового обзора для научного стенда
  • 3.1. Описание научно-образовательного стенда
  • 3.2. Программная реализация системы кругового обзора
  • 3.3. Вывод по разделу
• 4. Результаты разработки системы кругового обзора
  • 4.1. Расчет внутренних параметров камер
  • 4.2. Расчет внешних параметров камер
  • 4.3. Синтез изображений
  • 4.4. Фотометрическое выравнивание
  • 4.5. Проекция текстуры на сеточную модель и рендер СКО
  • 4.6. Вывод по разделу
• ЗАКЛЮЧЕНИЕ
• СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ