歩行者検出システムの仕組み

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記事の内容:

  • 登場の歴史
  • デバイスとオプション
  • 検出技術
  • 動作原理
  • 長所と短所


歩行者検知システムは、歩行者との衝突を検知して回避する特殊な補助安全システムです。これは、ソフトウェアと技術的な部分(センサー、カメラ、レーダー)の両方を含むメカニズム全体であると言えます。このシステムの特徴は、歩行者を認識してドライバーに通知できるだけでなく、衝突を回避したり、力を最小限に抑えたりするために車を運転できることです。原則として、歩行者検出は、車道または路肩、および車両の移動領域に入る場所で実行されます。

歩行者検出はどのようにして生まれたのか

90年代の初めから、軍事技術者は特定の距離と領域にいる人々を検出するためのシステムを開発してきました。その後、安全性と追加の保護のために必要でしたが、他の技術と同様に、時間の経過とともに民間での使用に移行しました。この技術は、人間の顔を認識できる特殊カメラ(21世紀初頭の日本のメーカーのカメラ)に初めて登場しました。

2010年から、自動車メーカーのVolvoは、このメカニズムを高級車に搭載し始め、歩行者検出システムであるPDS(Pedestrian Detection System)という名前を付けました。今日、さまざまなメーカーの同様のシステムがいくつかありますが、その間、それらはすべて同じ原理と同じ目的で動作します。

すでに述べたように、歩行者検出システムの主な目的は、移動する物体を認識し、それをドライバーに通知することです。エンジニアの最新の開発、より正確にはこのメカニズムの最新バージョンを考慮すると、システムは衝突を回避したり、ハンドルやブレーキを制御したり、事故を回避するための最適なルートを計算したりすることもできます。統計や各種調査によると、このシステムの使用開始後、歩行者との致命的な衝突の割合は20%減少し、重傷の割合は30%減少しました。これは、このメカニズムの有用な要因をすぐに示しています。

PDRシステムの設計とバリエーション

歩行者検出システムの設計は非常に複雑なメカニズムです。すでに述べたように、彼のリストには、密接に相互接続されているソフトウェアとハ​​ードウェアが含まれています。自動車メーカーによって、システムの技術的な部分は異なる場合がありますが、ソフトウェアはわずかに異なります。歩行者検知システムの標準リストには、原則としてカメラ、レーダー、モーションセンサーが使用されており、スバルは別のカメラを追加しました(合計2台のカメラが前面にあります)。

歩行者検出システムが他のセキュリティシステムを犠牲にして寄生したり、別のユニットを使用したりする可能性があることを排除するものではありません。たとえば、オールラウンドカメラ、さまざまなセキュリティシステムのセンサー。これらが主な詳細であり、車のメーカーとモデルによっては、構成と構造が変わる可能性があることを理解する必要があります。

歩行者の画像がどのように認識されるか

歩行者検出システムの心臓部はソフトウェアです。これは、認識し、最終決定を下し、ドライバーに通知を発行するソフトウェアです。認識にはいくつかの方法が使用され、それぞれが特定の条件下で適用されます。専門家は合計で、さまざまな状況に適しており、可能な限り効率的に機能する4つの主要な方法を特定します。さらに、そのような方法の累積結果により、歩行者の認識と検出の大部分が得られます。

何よりも重要な方法は、全体的な検出です。この場合、システムは一体型の移動物体を検出することを目的としています。積分寸法が認識され、制御ユニットが取得された寸法を分析して類似の寸法と比較し、赤外線センサーが認識された物体の熱の存在を示し、システムはこの物体が人(少なくとも生物)であると結論付けます。 。

歩行者を検出するための2番目の方法は部分的な方法です。カメラから取得した画像では、完全な画像ではなく、個々の要素またはそれらの組み合わせのみが考慮されます。原則として、これらは頭、胴体、手足、またはそれらの組み合わせの輪郭にすることができます。この方法では、個々の輪郭とパーツの寸法もデータベースに保存されます。この方法は前の方法よりも桁違いに正確ですが、情報の収集と分析に時間がかかります。

3番目の方法は、パターンによる歩行者検出です。むしろ、それは別個の方法ではなく、前の2つの方法(積分と部分)の組み合わせです。コントロールユニットには、体の形状、個々の体の部分、歩行者の標準からの逸脱の可能性などに関する固定情報を含む、特別な大規模なデータベースが装備されています。

歩行者を検出するための4番目の方法は、複数のカメラを使用することです。この方法はスバル車で最もよく使用され、その結果、各カメラは特定の歩行者を追跡でき、システムは各歩行者の軌道を予測します。この方法のおかげで、車の安全性ははるかに高くなり、さらに、システムは歩行者との衝突を回避するために、より多くの状況を分析することができます。コントロールユニットは、全体像をいくつかの個別のフラグメントに分割し、それぞれが衝突のリスクの可能性について個別に分析されます。

歩行者検出のしくみ

歩行者を検出するための最も効果的な距離は40メートルですが、気象条件、地形、照明に大きく依存します。システムが歩行者を検出するとすぐに、物体の移動方向と、歩行者に車が最も接近した瞬間のその後の位置の分析が実行されます。多くの場合、このようなシステムはマルチメディアシステムのディスプレイに画像を表示して、ドライバーが道路の状況を可能な限り理解し、その後の行動をとることができるようにします。ディスプレイへの画像の表示と並行して、歩行者検知システムは衝突の確率を分析します。確率が無視できるか完全に存在しない場合、ドライバーには追加の信号なしで歩行者の画像が表示されます。車両の現在の状態で衝突が差し迫っているとシステムが判断した場合、対応する音声信号がドライバーに送信されます。

特にボルボの最新の歩行者検出システムは、インテリジェンスの方向性が改善されています。歩行者を検知した後、衝突が差し迫っており、ドライバーが何もしなかった場合、システムが引き継ぎ、可能な限り衝突を回避しようとします。原則として、これは一般的にステアリングホイール、ブレーキシステムおよびエンジンの制御です。

このシステムは、移動する車両やその他の物体も考慮して認識し、それによって衝突シナリオを最小限に抑えたり、結果を最小限に抑えたりします。この場合、システムは緊急ブレーキ機構を使用し、車両に取り付けられている他の安全システムを作動させます。

さまざまなテストの統計によると、歩行者検出システムは、最大35 km / hの速度での衝突を独自に回避できますが、2019年の初めには、バーを50 km / hに上げることについて話し合っています。この速度のしきい値を超えることにより、システムはそれ自体で衝突を完全に回避することはできませんが、歩行者を攻撃することの結果と重大度を最小限に抑えることができます。したがって、今日、65 km / hの速度での歩行者との衝突と深刻な結果の統計は85%、50 km / hの速度ではインジケーターは45%、30 km / hではわずか5%です。

Volvoのエンジニアは、歩行者用エアバッグ(フロントガラスと車のボンネットの間)や歩行者保護システムなどの他の安全システムを共有することで、歩行者の負傷のリスクを軽減しました。歩行者を検出するための最新のメカニズムについて言えば、それらは暗視システムに基づいており、夜間に作業してより正確な分析結果を得ることができます。一方、このようなシステムでのアクティブな衝突回避の分析は、はるかにうまく機能しません。

PDRシステムの長所と短所

どんなメカニズムでも、それがどれほど完璧であっても、長所と短所があります。歩行者検出システムにも長所と短所があります。利点について話すと、ここでそれはドライバーにとって重要な助けとなり、起こりうる事故を回避します。重要な要素は、コントロールユニットのロジックです。コントロールユニットが独自にソリューションを適用し、必要に応じて、車を完全に停止するか、怪我を最小限に抑えることができます。何よりも、歩行者検出システムは、子供が車の後ろから走り出したり、歩行者が車道に出たりする可能性がある都市移動のモードでそれ自体を示しています。

ネガティブな側面については、システムの複雑さと大声での名前にもかかわらず、それらも存在します。たとえば、全体的な歩行者検出方法では、複数の歩行者または異なるオブジェクト(生きているものと生きていないもの)が同時に認識ゾーンに入ると、エラーが発生する可能性があります。その結果、システムは正しく結論を出すことができなくなります。

もう1つの大きな要因であり、マイナスでもあるのは気象条件です。このシステムは、実際には雨天では機能せず、雪天ではまったく機能しません。霧や照明が不十分な場合、認識結果はさらに悪化します。さらに、最後の決定は依然としてドライバーと歩行者との衝突の結果に残っていることを理解する必要があります。したがって、このシステムはドライバーにとってかなり補助的であり、最も緊急で予測不可能な状況でのみ、干渉する権利のない最終決定。人口の多い都市や歩行者の多い交通量では、システムが車の移動を許可しないため、必要に応じてシステムをオフにすることができます。

PDRシステムがインストールされている車

ボルボは、歩行者検出システムが最も頻繁に見られる自動車の最初で主要な自動車メーカーであると考えられています。彼らはそのようなメカニズムを開発し、インストールし始めた最初の人でした。今日、パターン認識は完成し、すべてのルールと速度を遵守すると、衝突を回避する確率は90%以上になります。この例は、ボルボS90セダンまたはボルボXC90クロスオーバーです。

スバルは、車の前にある2台のカメラを使用して歩行者を検出する方法を開発し、開発に遅れをとっていません。ほとんどの場合、そのようなメカニズムはスバルレガシィとアウトバックモデルで見つけることができます。同様のシステムは、メルセデスベンツ、アウディ、BMW、ロールスロイス、ランドローバーなどの有名ブランドのトップモデルにも見られます。多くの国が、このようなプレミアムカーは、基本構成から始めて、同様のメカニズムを備えていなければならないという合意を採用しています。

車に歩行者検出システムが搭載されていると、総コストに一定の金額が追加されることは明らかです。一方、購入時に歩行者検出システムを車に搭載できる場合は、将来的にはさまざまな状況で複数の積極的な役割を果たす可能性があるため、これを節約するべきではありません。

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