Пользование внешними световыми приборами пдд: Пользование внешними световыми приборами и звуковыми сигналами Pdd24.com

1.

• 1. Только ближний свет фар.
• 2. Только дальний свет фар.
• 3. Ближний или дальний свет фар.

• 1. Только для предупреждения о намерении произвести обгон.
• 2. Только для предотвращения дорожно-транспортного происшествия.
• 3. В обоих перечисленных случаях.

• 1. Улучшения видимости движущегося транспортного средства в светлое время суток как спереди, так и сзади.
• 2. Улучшения видимости движущегося транспортного средства в светлое время суток только спереди.
• 3. Улучшения видимости движущегося транспортного средства в светлое время суток только сзади.

• 1. Только габаритные огни.
• 2. Ближний свет фар или габаритные огни.
• 3. Только ближний свет фар.

• 1. Как отдельно, так и совместно с ближним или дальним светом фар.
• 2. Только отдельно от ближнего или дальнего света фар.
• 3. Только совместно с ближним или дальним светом фар.

• 1. Только в условиях недостаточной видимости.
• 2. Только в темное время суток на неосвещенных участках дорог.
• 3. В обоих перечисленных случаях.

• 1. Только отдельно от ближнего или дальнего света фар.
• 2. Только совместно с ближним или дальним светом фар.
• 3. Как отдельно, так и совместно с ближним или дальним светом фар.

• 1. Только в условиях недостаточной видимости.
• 2. Только при движении в темное время суток.
• 3. В обоих перечисленных случаях.

• 1. Только звуковым сигналом.
• 2. Только кратковременным переключением фар с ближнего света на дальний.
• 3. Любым из перечисленных способов, включая совместную подачу этих сигналов.

• 1. Дневные ходовые или габаритные огни.
• 2. Фары ближнего света или габаритные огни.
• 3. Фары ближнего света или дневные ходовые огни.

• 1. Только в тумане.
• 2. В условиях недостаточной видимости.
• 3. В условиях ограниченной видимости.

• 1. Только А.
• 2. Только Б.
• 3. А и Б.
• 4. А и В.

• 1. Только габаритные огни.
• 2. Фара ближнего света или противотуманная фара.
• 3. Включение внешних световых приборов днем на мотоциклах не предусмотрено.

• 1. Достаточно.
• 2. Недостаточно.

• 1. Не менее чем за 150 м.
• 2. Не менее чем за 300 м.
• 3. По усмотрению водителя.

• 1. Только звуковым сигналом.
• 2. Только кратковременным переключением фар с ближнего света на дальний.
• 3. Любым из перечисленных способов, включая совместную подачу этих сигналов.

• 1. Оставите включенными габаритные огни, выключив дальний свет фар.
• 2. Переключите дальний свет фар на ближний.
• 3. Допускаются оба варианта действий.

• 1. Только дневные ходовые огни.
• 2. Только фары ближнего света.
• 3. Только противотуманные фары.
• 4. Любые из перечисленных.

• 1. Обязаны, только если расстояние до встречного транспортного средства менее 150 м.
• 2. Обязаны, даже если расстояние до встречного транспортного средства более 150 м.
• 3. Не обязаны.

• 1. Не разрешается.
• 2. Разрешается, кроме случаев движения в тоннелях и в условиях недостаточной видимости.
• 3. Разрешается.

• 1. Принять вправо (в сторону обочины) и остановиться.
• 2. Включить аварийную сигнализацию и, не меняя полосы движения, снизить скорость и остановиться.
• 3. Подавая звуковой сигнал, остановиться.

• 1. Фары ближнего света или габаритные огни.
• 2. Фары ближнего света или дневные ходовые огни.
• 3. Фары ближнего или дальнего света.

• 1. Включить габаритные огни.
• 2. Включить ближний свет фар.
• 3. Выставить знак аварийной остановки.

• 1. Только при движении вне населенного пункта.
• 2. При движении по любым дорогам.

ПДД Раздел 19. Пользование внешними световыми приборами и звуковыми сигналами

В темное время суток, в условиях недостаточной видимости, в тоннелях включаются

В темное время суток и в условиях недостаточной видимости независимо от освещения дороги, а также в тоннелях на движущемся транспортном средстве должны быть включены следующие световые приборы.

На всех механических транспортных средствах включены фары дальнего или ближнего света, на велосипедах включены фары или фонари, на гужевых повозках включены фонари при их наличии.

На прицепах и буксируемых механических транспортных средствах включены габаритные огни.

Дальний свет должен быть переключен на ближний

Дальний свет должен быть переключен на ближний в населенных пунктах, если дорога освещена.

Дальний свет должен быть переключен на ближний при встречном разъезде на расстоянии не менее чем за 150 метров до транспортного средства, а также и при большем, если водитель встречного транспортного средства периодическим переключением света фар покажет необходимость этого.

Дальний свет должен быть переключен на ближний в любых других случаях для исключения возможности ослепления водителей как встречных, так и попутных транспортных средств.

При ослеплении водитель должен включить аварийную сигнализацию и, не меняя полосу движения, снизить скорость и остановиться.

При остановке и стоянке в темное время суток на неосвещенных участках дорог, а также в условиях недостаточной видимости на транспортном средстве должны быть включены габаритные огни. В условиях недостаточной видимости дополнительно к габаритным огням могут быть включены фары ближнего света, противотуманные фары и задние противотуманные фонари.

Противотуманные фары могут использоваться

Противотуманные фары могут использоваться в условиях недостаточной видимости с ближним или дальним светом фар.

Противотуманные фары могут использоваться в темное время суток на неосвещенных участках дорог совместно с ближним или дальним светом фар.

Противотуманные фары могут использоваться вместо ближнего света фар в соответствии с пунктом 19.5 ПДД — Правил дорожного движения.

В светлое время суток на всех движущихся транспортных средствах с целью их обозначения должны включаться фары ближнего света или дневные ходовые огни.

Фарой-прожектором и фарой-искателем разрешается пользоваться только вне населенных пунктов при отсутствии встречных транспортных средств.

В населенных пунктах пользоваться такими фарами могут только водители транспортных средств, оборудованных в установленном порядке проблесковыми маячками синего цвета и специальными звуковыми сигналами, при выполнении неотложного служебного задания.

Задние противотуманные фонари могут применяться только в условиях недостаточной видимости. Запрещается подключать задние противотуманные фонари к стоп-сигналам.

Опознавательный знак Автопоезд должен быть включен при движении автопоезда, а в темное время суток и в условиях недостаточной видимости, кроме того, и на время его остановки или стоянки.

Звуковые сигналы могут применяться только

Звуковые сигналы могут применяться только для предупреждения других водителей о намерении произвести обгон вне населенных пунктов.

Звуковые сигналы могут применяться только в случаях, когда это необходимо для предотвращения дорожно-транспортного происшествия.

Для предупреждения об обгоне вместо звукового сигнала или совместно с ним может подаваться световой сигнал, представляющий собой кратковременное переключение фар с ближнего на дальний свет.

Пользование внешними световыми приборами и звуковыми сигналами | Теория к экзамену ПДД

19.

Современный автомобиль увешен внешними световыми приборами, как новогодняя ёлка игрушками. И всем этим надо умело пользоваться. Ошибаются те, кто думает, что включать фары или не включать, это всё на усмотрение водителя. Девятнадцатый раздел Правил строго регламентирует, когда и что нужно включать.

Чтобы со всем этим разобраться, давайте смоделируем реальную поездку.

Итак, мы начинаем движение днём при ясной погоде.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.5.

В светлое время суток на всех движущихся транспортных средствах с целью их обозначения должны включаться фары ближнего света или дневные ходовые огни.

Правила делят сутки на следующие части:

— Светлое время суток.

— Вечерние сумерки.

— Темное время суток.

— Утренние сумерки.

Движение в светлое время суток при прозрачной атмосфере самое комфортное и безопасное. Тем не менее, даже в светлое время суток водители в силу различных причин могут не увидеть друг друга, и ДТП происходит, что называется, «средь бела дня».

С целью обеспечение большей безопасности Правила обязывают всех водителей во время движения обозначать своё транспортное средство (не только ночью, но и днём!). При этом днём, то есть в светлое время суток, для обозначения своего транспортного средства водители обязаны включать либо фары ближнего света, либо дневные ходовые огни (если они есть).

Дневные ходовые огни – это новинка, приобретающая в последнее время всё большую популярность, ибо они обладают заметными преимуществами:

— Лучше распознаются.

— Автоматически включаются вместе с запуском двигателя и выключаются, когда двигатель глушится.

— Отличаются экономичностью, высокой надёжностью и долговечностью.

— Продлевают срок службы обычной системы освещения.

Правила выделили дневные ходовые огни в отдельный термин и дали им такое определение:

Правила. Раздел 1.

«Дневные ходовые огни» — внешние световые приборы, предназначенные для улучшения видимости движущегося транспортного средства спереди в светлое время суток.

Обратите внимание – дневные ходовые огни обозначают транспортное средство только спереди!

И в светлое время суток это абсолютно правильно. Днём идущее впереди транспортное средство Вам и так хорошо видно (без всякого дополнительного освещения). И в то же время Вы легко, особо не напрягаясь, непрерывно контролируете события сзади, благодаря тому, что у едущего сзади автомобиля включены дневные ходовые огни.

Либо благодаря тому, что у едущего сзади включены фары ближнего света.

Либо благодаря тому, что у едущего сзади включены противотуманные фары.

— Позвольте, причём здесь противотуманные фары? В пункте 19.5 нет никаких противотуманных фар! В пункте 19.5 говорится только о фарах ближнего света и о дневных ходовых огнях.

— Да, вы совершенно правы. В пункте 19.5 о противотуманных фарах действительно ничего не говорится. Но о них говорится в пункте 19.4.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.4.

Противотуманные фары могут использоваться:

— вместо ближнего света фар в соответствии с пунктом 19. 5 Правил.

Резюмируем:

В светлое время суток на всех движущихся транспортных средствах с целью их обозначения должны включаться:

— либо фары ближнего света;

— либо дневные ходовые огни;

— либо противотуманные фары.

Вы ещё не забыли? Мы двигаемся днём при ясной погоде. Но вот впереди тоннель!

Правила. Раздел 19. Пункт 19.1.

… в тоннелях на движущемся транспортном средстве должны быть включены фары ближнего или дальнего света.

И здесь совершенно не важно, короткий тоннель или длинный, есть там искусственное освещение или его нет. Во всех случаях, двигаясь в тоннеле, водители обязаны включать именно фары ближнего или дальнего света.

И это правильно – искусственное освещение это не солнце и в любой миг может погаснуть. И тогда дневные ходовые огни или противотуманные фары мало, чем вам помогут. Тут потребуются именно фары ближнего или дальнего света.

Выехали из тоннеля, можно продолжить движение на ближнем свете фар, можно перейти на противотуманки, можно перейти на дневные ходовые огни.

Но вдруг небо затянуло чёрными тучами, всё вокруг потемнело, и пошёл дождь.

Или, скажем так – нет никаких туч, просто наступил вечер, сумерки, ещё не ночь, но видимость стала недостаточной.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.1.

… в условиях недостаточной видимости независимо от освещения дороги на движущемся транспортном средстве должны быть включены фары ближнего или дальнего света.

То есть Правила не делают никакой разницы между движением в тоннеле и движением в условиях недостаточной видимости. И, в общем-то, правильно – в обоих случаях освещённость недостаточная, и требование «должны быть включены фары ближнего или дальнего света» вполне оправдано.

Но, с другой стороны, условия недостаточной видимости это ведь не только снижение освещённости, как, например, в сумерки. Условия недостаточной видимости это ещё и временное ухудшение прозрачности атмосферы, как, например, в тумане – светло, но ничего не видно! Так почему же мы не включаем противотуманные фары и задние противотуманные фонари?

Правила. Раздел 19. Пункт 19.4.

Противотуманные фары могут использоваться в условиях недостаточной видимости с ближним или дальним светом фар.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.7.

Задние противотуманные фонари могут применяться только в условиях недостаточной видимости.

То есть в условиях недостаточной видимости в первую очередь необходимо включить фары ближнего или дальнего света! При желании к ним можно добавить противотуманные фары, а при необходимости можно ещё и включить задние противотуманные фонари.

Но вернёмся к «нашим баранам». Итак, в условиях недостаточной видимости водитель обязан включить фары ближнего или дальнего света (а, значит, сзади обязательно будут гореть красные габаритные огни).

Но при сильном тумане, а также при сильном снегопаде или дожде, ближний свет фар (а тем более дальний свет) не достигает полотна дороги.

И вот тут то самое время подключить противотуманки. Плоский и широкий пучок света противотуманных фар бьет под пелену тумана, высвечивая не только проезжую часть, но и обочину.

Но есть ещё одна проблема. В условиях недостаточной видимости задние габаритные огни уже на расстоянии 10 метров превращаются в малозаметные точки, а то и вообще становятся не видны.

В этом случае водителя выручат задние противотуманные фонари. Они горят несравненно ярче, чем габаритные огни.

Именно поэтому Правила разрешают применять задние противотуманные фонари только в условиях недостаточной видимости!

Если включить их при прозрачной атмосфере, то вы будете слепить едущих сзади водителей.

Сумерки плавно перетекли в ночь. Наступило темное время суток.

Но туман рассеялся. Атмосфера абсолютно прозрачна.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.1.

В тёмное время суток на движущемся транспортном средстве должны быть включены фары ближнего или дальнего света.

Поскольку мы уже с наступлением сумерек двигались с включенными фарами ближнего света, то с наступлением тёмного времени суток нам и делать-то ничего не надо.

Правда, остались неясными два момента. Во-первых, разрешается ли пользоваться ночью противотуманными фарами? И, во-вторых, в каких случаях можно использовать фары дальнего света?

Правила. Раздел 19. Пункт 19.4.

Противотуманные фары могут использоваться в тёмное время суток на неосвещённых участках дорог совместно с ближним или дальним светом.

То есть ночью, если дорога неосвещена, разрешается к фарам ближнего или дальнего света добавить ещё и противотуманные фары. Но движение на одних противотуманках ночью запрещено!

Теперь о том, когда можно использовать дальний свет.

Точнее так – мы уже знаем, что и ближний, и дальний свет можно использовать, во-первых, при движении в тоннеле, во-вторых, при движении днём в условиях недостаточной видимости и, в-третьих, при движении ночью, независимо от того, какая тут видимость (достаточная или недостаточная). Осталось только понять, когда можно использовать ближний свет, а когда дальний.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.2.

Дальний свет фар должен быть переключён на ближний:

— в населённых пунктах, если дорога освещена;

— при встречном разъезде на расстоянии не менее чем за 150 метров до транспортного средства, а также и при большем, если водитель встречного транспортного средства периодическим переключением света фар покажет необходимость этого;

— в любых других случаях для исключения возможности ослепления водителей как встречных, так и попутных транспортных средств.

Разберёмся с каждым из этих требований по отдельности.

1. Дальний свет фар должен быть переключён на ближний — в населённых пунктах, если дорога освещена.

Оставим это требование Правил без комментария. Тут вроде бы и так всё понятно — по городским улицам ночью ездим с ближним светом (если, конечно, они освещены).

Но если заберёмся в такое место, где не видно ни зги, то даже в городе разрешается включить дальний.

2. Дальний свет фар должен быть переключён на ближний — при встречном разъезде на расстоянии не менее чем за 150 метров до транспортного средства, а также и при большем, если водитель встречного транспортного средства периодическим переключением света фар покажет необходимость этого.

Дальний свет (если он правильно отрегулирован) достигает полотна дороги на расстоянии 90 -100 метров от автомобиля. Правила с запасом установили минимальное расстояние между сближающимися транспортными средствами – 150 метров. К этому моменту водители обоих транспортных средств обязаны переключить дальний свет фар на ближний, дабы не ослепить друг друга.

Но может случиться так, что у одного из автомобилей фары не отрегулированы, и дальний свет бьёт, что называется, «в небо». В этом случае встречные водители ещё издалека будут просить (мигая своими фарами) перейти на ближний свет. И Правила обязывают водителя это сделать, даже если расстояние между сближающимися транспортными средствами более 150 метров.

3. Дальний свет фар должен быть переключён на ближний — в любых других случаях для исключения возможности ослепления водителей, как встречных, так и попутных транспортных средств.

Дальний свет может создавать проблемы не только для тех, кто едет навстречу, но и для тех, кто двигается впереди в попутном направлении. Для этой ситуации Правила не установили никакого минимального расстояния, но грамотный водитель всегда переключит фары на ближний свет, приближаясь к транспортному средству, едущему впереди.

А кстати! Как должен вести себя водитель при ослеплении светом фар?

Правила. Раздел 19. Пункт 19.2. Последний абзац.

При ослеплении водитель должен включить аварийную сигнализацию и, не меняя полосу движения, снизить скорость и остановиться.

Мы уже поговорили об этой ситуации в седьмой теме. Повторим ещё раз. Тёмное время суток. Дорога вне населённого пункта без искусственного освещения. Навстречу едет автомобиль с включённым дальним светом фар. Только представьте – Вы не видите полотна дороги, Вы не видите разметку, Вы не видите обочину. Это же смертельно опасно!

Самое правильное сейчас – это изобразить вынужденную остановку. То есть знак аварийной остановки выставлять не нужно, только лишь включите аварийную световую сигнализацию и плавно остановитесь, не меняя полосы. Уверяю Вас, это самое правильное и безопасное решение. Тем более что и Правила требуют того же.

Ну и, наконец, самые сложные условия движения! Мало того, что ночь на дворе, так ещё и недостаточная видимость!

На этот случай Правила не придумали ничего нового, ибо все возможности современного транспортного средства уже исчерпаны. Поэтому в темное время суток порядок пользования внешними световыми приборами один и тот же, независимо от степени прозрачности атмосферы. Можно включить дальний свет, можно включить ближний, можно добавить противотуманные фары, можно зажечь задние противотуманные фонари.

Другое дело, что опытные водители при движении в сильном тумане, дожде или снегопаде никогда не используют дальний свет. Они прекрасно знают, что в таких условиях дальний свет неэффективен – он попросту не долетает до поверхности дороги, и водитель ничего не видит, кроме тумана, снега или дождя.

В таких условиях самое правильное – это ближний свет плюс противотуманные фары. И, конечно, скорость должна быть такой, чтобы остановочный путь был меньше расстояния видимости.

Мы разобрались с тем, как надлежит пользоваться внешними световыми приборами во время движения.

А как нужно ими пользоваться при остановке или стоянке?

Если водитель совершает преднамеренную остановку или стоянку в светлое время суток при ясной погоде, ничего включать не требуется. Наоборот, не забудьте выключить все, что было включено! Иначе, если долго будете стоять, можете потом и не завестись – аккумулятор разрядится.

Если на дворе ночь, но участок дороги хорошо освещён, тоже можно ничего не включать.

А если дорога не освещается? Или освещается, но, допустим, туман или дождь, или снегопад? Или даже на дворе день, но видимость недостаточная?

Правила. Раздел 19. Пункт 19.3.

При остановке и стоянке в тёмное время суток на неосвещённых участках дорог, а также в условиях недостаточной видимости на транспортном средстве должны быть включены габаритные огни.

В условиях недостаточной видимости дополнительно к габаритным огням могут быть включены фары ближнего света, противотуманные фары и задние противотуманные фонари.

Ну, кажется, о световых приборах всё. Вроде бы, несложная тема, но коротко её никак не расскажешь. А ведь ещё нужно поговорить о порядке пользования звуковыми сигналами.

Полвека назад машин на дорогах было существенно меньше, но гул на улицах Москвы стоял невообразимый. Водители жали на клаксон чаще и сильнее, чем на педаль тормоза. Причём все одновременно.

Правила очень просто решили эту проблему – взяли, да и запретили подачу звукового сигнала. То есть не совсем, конечно, запретили, а ввели жёсткое ограничение — в населённых пунктах разрешается сигналить только в опасных ситуациях, когда реально возникает угроза ДТП. Во всех остальных случаях разрешается привлекать внимание других участников движения только светом, то есть, мигая фарами.

Вне населенных пунктов скорости движения существенно выше, и здесь Правила разрешили использовать звуковой сигнал не только в случаях, когда надо избежать ДТП, но и ещё и перед началом обгона.

В Правилах всё это изложено следующим образом.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.10.

Звуковые сигналы могут применяться только:

— для предупреждения других водителей о намерении произвести обгон вне населённых пунктов;

— в случаях, когда это необходимо для предотвращения дорожно-транспортного происшествия.

Правила. Раздел 19. Пункт 19.11.

Для предупреждения об обгоне вместо звукового сигнала или совместно с ним может подаваться световой сигнал, представляющий собой кратковременное переключение фар с ближнего на дальний свет.

19. Пользование внешними световыми приборами и звуковыми сигналами. ПДД онлайн

19.6. Фарой-прожектором и фарой-искателем разрешается пользоваться только вне населенных пунктов при отсутствии встречных транспортных средств. В населенных пунктах пользоваться такими фарами могут только водители транспортных средств, оборудованных в установленном порядке проблесковыми маячками синего цвета и специальными звуковыми сигналами, при выполнении неотложного служебного задания.

Фары-прожекторы и фары-искатели имеют узконаправленный пучок света гораздо большей силы, чем у обычной фары. Это чревато ослеплением других участников движения. Самовольная установка фар-прожекторов и фар-искателей запрещена.

19.7. Задние противотуманные фонари могут применяться только в условиях недостаточной видимости. Запрещается подключать задние противотуманные фонари к стоп-сигналам.

По своим конструктивным особенностям задние противотуманные фонари имеют большую яркость, чем задние габаритные огни. Их нельзя применять вместо стоп-сигналов, так как они могут вызвать ослепление водителей, которые движутся сзади в попутном направлении.

19.8. Опознавательный знак «Автопоезд» должен быть включен при движении автопоезда, а в темное время суток и в условиях недостаточной видимости, кроме того, и на время его остановки или стоянки.

Опознавательный знак «Автопоезд» представляет собой три фонаря оранжевого цвета, расположенные на крыше кабины с промежутком между ними 15-30см. Он подсказывает, что по дороге движется или остановилось ТС большой длины. Необходимо учитывать его длину и быть осторожным при обгоне, объезде и встречном разъезде.

19.9. Исключен с 1 июля 2008 г.

19.10. Звуковые сигналы могут применяться только:

• для предупреждения других водителей о намерении произвести обгон вне населенных пунктов;
• в случаях, когда это необходимо для предотвращения дорожно-транспортного происшествия.

В населенных пунктах для снижения общего шума и чтобы не дезориентировать других участников движения звуковой сигнал можно подавать только для предотвращения ДТП. Водители оперативных и специальных служб могут пользоваться специальным звуковым сигналом при выполнении неотложных заданий.

Предупреждение об обгоне миганием светом фар используется, если водитель обгоняемого ТС по каким-то причинам не слышит звуковой сигнал. В любом случае, начинать обгон следует тогда, когда водитель обгоняемого ТС поймет, что его собираются обогнать.

как они работают и разные типы

Что такое камеры красного света на светофоре? Как они работают?

Tattile Vega автоматически определяет светофор на светофоре с помощью анализа изображения с помощью камеры без внешнего датчика. Каждый раз, когда индикатор становится красным, активируется режим нарушения, и система создает виртуальный триггер на дорожном покрытии.
Как только автомобиль пересекает эту виртуальную линию, вызывая нарушение, камера ALPR делает снимок номерного знака, который затем считывается встроенным механизмом распознавания текста.Кроме того, создается серия монохромных или, возможно, цветных контекстных картинок, чтобы показать транспортное средство, приближающееся к светофору и пересекающее стоп-линию на красный сигнал. Более того, для окончательного доказательства даже видео, которое показывает нарушение, снимается камерой на светофоре и доставляется.

Какие установки могут управлять камерой на светофоре?

Камера для красных светофоров Vega Smart может управлять от одной до двух полос движения и от одного светофора на полосу до одного светофора на двух полосах движения.

Чем отличается простая камера наблюдения за дорожным движением от камеры красного света?

Камеры наблюдения за дорожным движением — это камеры, которые отслеживают транспортные потоки, скорость и классификацию на всех полосах и поворотах перекрестков в режиме реального времени и создают автоматические отчеты о дорожном движении для планировщиков и консультантов для последующего анализа. Камера светофора отличается от камеры наблюдения за дорожным движением тем, что она может выполнять приложения, обеспечивающие соблюдение режима светофора, автоматически обнаруживая нарушение и считывая номерной знак.

Какая система правоприменения лучше всего подходит для городских районов?

Для использования в городских условиях система контроля скорости движения Vega Smart на красный светофор может быть легко объединена с системой камеры Tattile Smart Speed ​​для отслеживания нарушений скорости и светофора
в определенной области.

Свяжитесь с нами для получения дополнительной информации

Световозвращающие границы на задних панелях дорожных сигналов — История успеха в Южной Каролине — Безопасность

Световозвращающие границы на задних панелях дорожных сигналов — История успеха в Южной Каролине

Федеральное управление шоссейных дорог
Управление безопасности

FHWA-SA-09-011

Это тематическое исследование является одним из серии, в которой задокументированы успешные меры по обеспечению безопасности на перекрестках и снижение аварийности, которое были опытны. Инженеры-дорожники и другие специалисты по транспорту могут использовать информацию, содержащуюся в кейсе. изучите, чтобы ответить на следующие вопросы:

• Каков простой недорогой способ уменьшить количество аварий на сигнальных перекрестках в городских районах, которые происходят из-за ограниченной видимости?
• На сколько ДТП уменьшилось это лечение?
• Есть ли какие-либо проблемы реализации, связанные с этим лечением, и если да, то как их можно решить?

Введение

Проезд на красный свет — одна из самых серьезных транспортных проблем, с которыми сегодня сталкиваются американцы.По оценкам, автомобили, проезжающие на красный свет, ежегодно вызывают более 200 000 аварий, 170 000 травм и примерно 900 смертей. ¹ Некоторые из этих аварий происходят из-за того, что водители не знают о наличии перекрестка или не могут вовремя увидеть устройство управления движением, чтобы выполнить требования.

Использование световозвращающих рамок на задних панелях существующих сигналов для увеличения видимости светофоров (особенно в ночное время или в условиях плохой видимости) — это простая и недорогая мера противодействия, которая может уменьшить количество аварий за счет повышения осведомленности водителя о сигналах светофора. ²

Цель

Следующее тематическое исследование демонстрирует успешное и эффективное недорогое лечение, которое заметно повысило безопасность на трех сигнальных перекрестках в Колумбии, Южная Каролина (Южная Каролина). Обработка заключалась в добавлении световозвращающей границы к существующим сигнальным пластинам.

Рисунок 1: Световозвращающая рамка задней панели

Фотография любезно предоставлена ​​KLS (используется с разрешения)

Краткое изложение лечения

Все примеры перекрестков, использованные в этом отчете, взяты из Колумбии, Южная Каролина. Существующие схемы обработки перекрестков соответствовали минимальным стандартам Руководства по унифицированным устройствам управления движением (MUTCD).

В данном тематическом исследовании рассматривается применение трехдюймовой желтой световозвращающей границы к существующим сигнальным щиткам (обрамляющим сигнальную головку) на трех пересечениях.Граница была видна днем, но ее видимость значительно увеличилась ночью и в условиях ограниченной видимости (как показано на Рисунке 2). Кроме того, световозвращающие границы, добавленные к сигнальным щитам, могут помочь участникам дорожного движения более легко обнаруживать наличие сигнализируемого перекрестка во время отключения электроэнергии.

Рис. 2. Границы световозвращающей пластины

Фотографии любезно предоставлены Министерством транспорта Южной Каролины (использованы с разрешения)

Методология оценки

В данном тематическом исследовании рассматриваются три перекрестка с сигнализацией в Колумбии, штат Южная Каролина, на которых часто случаются аварии из-за нарушения водителем сигналов светофора.

Результаты снижения аварийности основаны на анализе данных «до и после» на этих перекрестках в течение 54-месячных периодов с 2003 по 2007 год. ³ (периоды наблюдения «до» и «после» варьировались от 25 до 29 месяцев).

Результаты

Проблема : Водители нарушали светофоры на трех перекрестках с сигнализацией из-за плохой видимости, что приводило к большому количеству аварий на этих перекрестках.

Решение : Министерство транспорта Южной Каролины (SCDOT) установило желтые световозвращающие границы по периметру лицевой стороны существующих сигнальных щитков на выбранных сигнальных перекрестках в июне 2005 года.

В таблице 1 приведены результаты анализа аварий на обработанных перекрестках «до и после». После таблицы приводится краткое обсуждение результатов на каждом перекрестке.

Таблица 1: Сводка результатов «до» и «после» на обработанных перекрестках

Расположение	Реализация Дата	Перед				После				Сокращение сбоев в год
		Месяцы	Всего сбоев	Травма Авария	Поздно ночью / Ранним утром Аварии	месяцев	Всего сбоев	Травма Авария	Поздно ночью / Ранним утром Аварии	Всего сбоев	Травма Авария	Поздно ночью / Ранним утром Аварии
Sumter Highway (США 378) с бульваром Лоуэр Ричленд (С-37)	5 июня	29	33	17	7	25	21	10	6	26. 2%	31,8%	0,6%
I-26 Westbound (WB) с Piney Grove Road (S-1280)	5 июня	29	13	5	8	25	9	1	1	19,7%	76,8%	85,5%
Сосновая роща Дорога (S-1280) с Джамильской дорогой (S-1791)	5 июня	29	19	0	8	25	10	1	3	38. 9%	NA	56,5%
Итого		87	65	22	23	75	40	12	10	28,6%	36,7%	49,6%

Sumter Highway (US 378) с бульваром Lower Richland (S-37)

Sumter Highway (US 378) имеет три полосы движения в каждом направлении; в то время как бульвар Лоуэр Ричленд (S-37) состоит из одной полосы движения в каждом направлении с дополнительной полосой поворота направо на US 378.Обе дороги имеют ограничение скорости 45 миль в час. Среднесуточная посещаемость (ADT) на этом перекрестке снизилась с 37 900 в период «до» до 35 725 в период «после». ⁴ Световозвращающие бордюры устанавливались только на сигнальные щитки на шоссе Самтер (США 378).

Обработка привела к снижению количества ДТП в среднем на 26,2 процента и снижению ДТП на 31,8 процента в год на этом перекрестке. Общее количество аварий ночью / рано утром оставалось относительно стабильным.

I-26 Westbound (WB) с Piney Grove Road (S-1280)

На съезде I-26 WB имеется две полосы движения, а на съезде — три полосы (только один поворот влево, один общий левый / сквозной и один только правый поворот). Piney Grove Road (S-1280) имеет ограничение скорости 40 миль в час с двумя проходными полосами движения и отдельной полосой для поворота влево в каждом направлении. ADT пересечения составляла 29 480 как для периодов «до», так и «после». Световозвращающие бордюры были установлены только на Piney Grove Road (S-1280).

Обработка привела к снижению количества ДТП в среднем на 19,7%, ДТП на 76,8% в год и ДТП поздно ночью / ранним утром на 85,5% в год на этом перекрестке.

Piney Grove Road (S-1280) с Jamil Road (S-1791)

Piney Grove Road (S-1280) имеет ограничение скорости 40 миль в час с двумя сквозными полосами движения и отдельной полосой для поворота налево в каждом направлении. Jamil Road (S-1791) имеет ограничение скорости 35 миль в час с одинарной полосой движения и отдельной полосой для поворота влево в каждом направлении.ADT пересечения составляла 35 940 как для периодов «до», так и «после». Световозвращающие бордюры были установлены только на Piney Grove Road (S-1280).

На этом перекрестке наблюдалось самое большое снижение общего количества ДТП. Обработка привела к снижению количества ДТП в среднем на 38,9% и снижению ДТП поздно ночью / ранним утром на 56,5% в год. ДТП с травмами немного увеличилось с нуля в предыдущем периоде до одного в последующий период.

Обсуждение

Проблемы реализации

SCDOT не обнаружил проблем с реализацией этой меры.Однако, если светофор не оборудован задней панелью, в планах реализации необходимо будет учитывать добавление задних панелей, а также увеличение необходимой прочности опоры для выдерживания нагрузки задней панели на рычаг мачты или кабель.

Стоимость

Затраты на реализацию контрмер составили примерно 1500 долларов на перекресток. ⁵

Временной интервал

Установка световозвращающей рамки на существующие сигнальные щитки на каждом перекрестке была завершена в течение двух часов.

Эффективность

Добавление световозвращающей границы (как показано на рисунке 3) к существующим сигнальным щиткам было эффективным в сокращении общего количества аварий на этих сигнальных перекрестках. SCDOT связывает свой успех с нацеливанием на подходящие подходы к перекрестку, которые выиграют от этого улучшенного режима — в частности, перекрестки, где условия позволяют приближающемуся водителю видеть улучшенный сигнал светофора на расстоянии, чтобы вовремя отреагировать. Кроме того, SCDOT находится в процессе реализации районной программы (District One) по установке световозвращающих бордюров на других сигнальных перекрестках.

Рис. 3. Световозвращающие рамки, установленные на сигнальных щитках

Фотография любезно предоставлена ​​KLS (используется с разрешения).

Сводка результатов

Обработка «до» на всех трех перекрестках соответствовала минимальным стандартам MUTCD. Повышение безопасности, обсуждаемое в этом исследовании, увеличило видимость светофора и уменьшило количество аварий. T На трех перекрестках общее количество ДТП сократилось на 28,6%, 36.Снижение количества ДТП с травмами на 7% и ДТП в ночное и раннее утро на 49,6% после установки. Среднее сокращение аварий, достигнутое обработкой, превышает ожидаемое снижение аварийности за счет добавления световозвращающих границ к сигнальным щиткам в городских районах на 15 процентов, упомянутых в Настольном справочнике по факторам уменьшения аварий (сентябрь 2007 г.), опубликованном Министерством транспорта США. (USDOT) FHWA [1].

Список литературы

1) Настольный справочник по факторам снижения аварийности, FHWASA-07-015, USDOT FHWA, сентябрь 2007 г.

2) Senior Mobility Series: Article 4: Marking the Way to More Safety by Gene Amparano and David A. Morena FHWA July / August 2006, Vol. 70, № 1.

3) MUTCD — Временное разрешение на использование световозвращающих границ на сигнальных щитах, Регина С. МакЭлрой, директор Управления транспортных операций. 6 февраля 2004 г .; (доступен по адресу http://mutcd.fhwa.dot.gov/res-interim_approvals.htm).

4) Miska, E., P. de Leur, and T. Sayed. «Показатели безопасности дорожного движения, связанные с улучшенной конструкцией дорожных сигналов и повышенной четкостью сигналов.»ITE, 72-е ежегодное собрание, Филадельфия, Пенсильвания. Вашингтон, округ Колумбия, 2002.

5) Сайед Т., Абдельвахаб В. и Непомучено Дж. «Оценка безопасности альтернативных конструкций сигнальных головок», Протокол исследований транспорта, Совет по исследованиям транспорта, том. 1635, pp. 140-146, 1998.

¹ Федеральное управление шоссейных дорог, Веб-сайт Управления безопасности на красный свет.

² Руководство по унифицированным устройствам управления дорожным движением (MUTCD) допускает факультативное использование сигнальных панелей, заявляя, что сигнальная задняя панель представляет собой «тонкую полосу материала, которая идет наружу от сигнальной поверхности и параллельно ей со всех сторон сигнала. корпус, чтобы обеспечить фон для лучшей видимости индикации сигналов »(Раздел 4A.02 Определения дорожных сигналов MUTCD 2003 г.). Хотя использование только задних панелей действительно увеличивает контраст между сигнальной головкой и ее фоном, задние панели эффективны только в условиях освещения для увеличения размера визуальной цели сигнальной головки и для обеспечения контраста на фоне, таком как деревья, небо, облака и т. Д. особенно солнце. (Раздел 4D.17, Видимость, экранирование и расположение сигнальных поверхностей MUTCD 2003 г.).

³ Обратите внимание, что средние значения снижения количества сбоев в этом отчете отражают процентное снижение за год, основанное на разнице между общим количеством сбоев «до» и «после».Учитывались только аварии, произошедшие в пределах 250 футов от перекрестков.

⁴ Обратите внимание, что средние значения снижения количества сбоев в этом отчете отражают процентное снижение за год, основанное на разнице между общим количеством сбоев «до» и «после».

⁵ Смета не включает стоимость сигнальной задней панели.

Для получения дополнительной информации

Эд Райс
Руководитель группы безопасности на перекрестках,
FHWA Управление безопасности

202.366.9064
[email protected]

Джои Д. Риддл
SCDOT Traffic Safety and Systems

803.737.3582
[email protected]

Министерство транспорта США
Федеральное управление автомобильных дорог

декабря 2009 г.

Тонкая наука за светофором и под ним.

Джеку Гиллону не терпелось показать мне свои работы. Пересечение улиц Гранит и Хэнкок в центре города Куинси было нашей отправной точкой; Отделение общественных работ на Си-стрит почти в миле было финишем.

«Итак, мы собираемся вернуться в ваш офис, если загорелся зеленый свет?» — с сомнением спросил я.

«Да, в значительной степени», — сказал Гиллон.

Более часа Гиллон, дорожный инженер Куинси, ликовал о славе современных светофоров. По его словам, благодаря полуавтоматическим перекресткам, зонам дилемм, усилителям петлевых детекторов и т. П. Движение по городу может проходить быстрее, чем когда-либо прежде.

Но чтобы по-настоящему оценить науку о взводе дорожного движения — синхронизацию длинных отрезков светофора с работой в унисон — нам пришлось совершить поездку.

Когда у нас погас свет, я начал считать. Один зеленый свет. Два зеленых огонька. На третьем перекрестке мы еле-еле пропищали желтый. «Я знал, что это произойдет», — невозмутимо сказал Гиллон.

Мы притормозили из-за кого-то на пешеходном переходе, что, я был уверен, убьет наши шансы. Не так: четыре зеленых огонька. Тогда пять!

Прохожий из соседнего квартала, однако, нас обманул, так что на этом счет закончился. Но я все равно был впечатлен.

«Значит, если люди загораются сразу всеми зелеными огнями, то это намеренно? Это не «О, я думаю, мне просто повезло», — спросил я.

Гиллон усмехнулся. «Забавная штука, не так ли?»

Основы

Большинство современных светофоров не работают вслепую; они фактически реагируют на количество машин, въезжающих на перекресток с разных направлений.Светофоры могут «видеть» автомобили несколькими способами: радиоволны или микроволны могут отражаться для обнаружения движущихся объектов; камеры могут воспринимать изменения; автомобили могут проезжать по пластинам, чувствительным к давлению. Но часто светофоры знают, сколько машин находится на перекрестке, благодаря датчикам, размещенным стратегически под тротуаром.

Это работает следующим образом: представьте первую машину в очереди на красный свет. Примерно в дюйме под тротуаром, где автомобиль работает на холостом ходу, протянут электрически заряженный провод в виде петли размером 6 на 6 футов, чтобы сформировать магнитное поле.Всякий раз, когда машина проезжает петлю, она нарушает поле.

Запись о каждом сбое отправляется в блок управления, металлический шкаф высотой около 4 футов, расположенный поблизости. Возможно, вы никогда не замечали коробки, но Гиллон заверил меня, что они существуют практически на каждом обозначенном перекрестке здесь. Крошечный компьютер внутри блока управления анализирует сбои. Если они продолжаются, это означает, что автомобили все еще въезжают на перекресток с этого направления, поэтому свет должен оставаться зеленым.Если сбои прекратятся, это означает, что машин больше нет, и свет должен переключиться на красный.

Светофор не может оставаться зеленым вечно, поэтому обычно есть максимальное количество секунд, за которое компьютер переключает свет на красный. По словам Гиллона, на главной улице это может быть 30-40 секунд. Но при отсутствии транспортных средств свет может переключиться на красный за половину этого времени.

Полный контроль

Если это ненормально длительный сбой — длящиеся минуты, а не секунды — то Гиллон знает, что, вероятно, на месте произошла авария или поломка. Если светофор постоянно горит красным, он знает, что, вероятно, неисправно оборудование.

С такой технологией он может синхронизировать светофоры на одном перекрестке с теми, что расположены дальше по улице, позволяя целой веренице автомобилей — взводу — перемещаться группой от зеленого света к зеленому свету.

«Когда я был в Бруклине, у меня были машины, которые ехали в Бостон утром, а машины выезжали из Бостона вечером. Системные детекторы показали, в какую программу взвода мне следует включить: исходящую или входящую », — сказал он. Это также может измениться на лету: после воскресной игры Red Sox во второй половине дня система автоматически настроится, чтобы позволить большему количеству автомобилей выливаться из Fenway, сказал Гиллон.

Большие преимущества

По словам Гиллона, из-за того, что группы автомобилей собираются во взвод, меньше машин останавливается на красный свет, что снижает выбросы на холостом ходу на целых 20 процентов. Расширение зеленых огней, позволяющих 18-колесным транспортным средствам проезжать перекрестки — что Куинси делает с помощью камер наблюдения — также помогает окружающей среде.

Меньшее количество автомобилей, останавливающихся на перекрестках, также может означать меньшее количество аварий, так как внимание водителей, когда они садятся на красный свет, имеет тенденцию к отвлечению, сказал Гиллон.

В будущем Гиллон надеется настроить свою систему на включение зеленого света для автобусов MBTA, которые отправляются с опозданием.

Лучше всего то, что благодаря эффективным светофорам каждый может быстрее добраться туда, куда он идет.

«Вы, вероятно, проезжаете здесь 35 000 или 45 000 автомобилей в день», — сказал Гиллон, остановившись на перекрестке в конце нашего пути.«Если вы сэкономите хотя бы шесть секунд для всех из них, это много, верно?»

Питеру ДеМарко можно связаться по адресу [email protected]. Он также обновляет страницу Facebook «WhotaughtYOUtodrive?»

© Copyright 2010 Газетная компания Globe.

1868-2019: Краткая история светофоров

Красный, зеленый, желтый… трехцветные светофоры теперь стали повседневной частью жизни каждого человека. Но так было не всегда. Хотя их присутствие в центрах городов в настоящее время ставится под сомнение, они по-прежнему выполняют важную функцию, регулируя конкурирующие потоки движения на перекрестках.Давайте посмотрим на 150-летнюю историю.

Первое (катастрофическое) испытание в Англии

10 декабря 1868 года: официальная дата рождения первого в мире светофора. Он был установлен на Парламентской площади в Лондоне. Система состояла из двух мобильных знаков, прикрепленных к поворотным рычагам, которые управлялись рычагом. Столб был увенчан семафором с газовой подсветкой для обеспечения видимости. Но это было недолго. Менее чем через два месяца светофор взорвался, в результате чего погиб полицейский, работавший со знаками.

Миру пришлось ждать 46 лет, пока использование электроэнергии не стало широко распространенным, прежде чем первый двухцветный светофор, использующий эту новую энергию, был установлен в Кливленде, США. Детройт и Нью-Йорк добавили желтый между красным и зеленым в 1920 году. Светофоры, которые мы знаем сейчас, родились и стали нормой во всем мире.

1920-1930: Светофоры в Европе

В 1923 году первый механический светофор, работающий на электричестве, был установлен в Париже на пересечении Страсбургского бульвара и Больших бульваров.Вскоре этому примеру последовали и большинство крупнейших городов Европы: Берлин в 1924 году, Милан в 1925 году, Рим в 1926 году, Лондон в 1927 году, Прага в 1928 году, Барселона в 1930 году… И система была экспортирована в Токио в 1931 году.

Доступные пешеходные сигналы: век перемен: прочтите нашу последнюю статью!

Стандартизация и регулирование в 1930-е годы

Первая Конвенция об унификации дорожных сигналов была подписана в Женеве 30 марта 1931 года. Ее цель заключалась в повышении безопасности дорожного движения и облегчении международного передвижения по дорогам с помощью единой системы дорожных сигналов.Большинство знаков, которые мы признаем сегодня, были определены в этом договоре. Стандартными стали светофоры трех цветов (красный, желтый, зеленый).

Специальные фонари для пешеходов

За трехцветным светофором быстро появились пешеходные сигналы. Вначале они принимали разные формы, но соответствовали цветам транспортных средств: красному и зеленому. Круглые, квадратные или прямоугольные, они часто давали команду «Ждать» красным цветом и «Иди» зеленым.В 1974 году в правила были введены цифры, которые мы знаем сегодня, из-за заботы об иностранных говорящих и международной стандартизации. Тем не менее, установка пешеходных сигналов первоначально было упускать из виду из-за их стоимости и их полезности спорной. По крайней мере, в Париже с 1955 года их систематически устанавливают на городских перекрестках.

Систематическое использование светофоров с 1950 года

Дорожное движение резко выросло в период с 1950 по 1980 год, что привело к необходимости ужесточения регулирования движения и почти повсеместного использования светофоров. В 2011 году в крупнейших французских городах на каждую 1000 жителей приходился в среднем один светофорный перекресток.

В то время как светофоры долгое время считались лучшим решением для управления конкурирующими транспортными потоками, сегодня подозревают, что светофоры способствуют склонности к авариям. Это причина, по которой многие города пересматривают систематическое использование светофоров и предпочитают другие методы снижения скорости транспортных средств. В то же время они хотят предложить лучшие условия движения для немоторизованного транспорта и общественного транспорта.Из этого желания появились новые световые сигналы, указывающие на то, что эти методы первоочередной важны. Сегодня проблема состоит в том, чтобы наиболее уязвимые участники дорожного движения оставались в безопасности и сохраняли свою независимость передвигаться в среде, ориентиры которой постоянно меняются.

Синхронизация дорожных сигналов | Город Ирвин

Синхронизация дорожных сигналов — это метод организации дорожного движения, позволяющий согласовать время включения зеленого света для ряда перекрестков, чтобы позволить максимальному количеству транспортных средств проезжать, тем самым сокращая остановки и задержки, с которыми сталкиваются автомобилисты. Синхронизация сигналов светофора обеспечивает лучший транспортный поток и сводит к минимуму потребление газа и выбросы загрязняющих веществ.

Зачем нужна синхронизация сигналов

Водители часто разочаровываются, когда им приходится останавливаться на следующих светофорах или когда им приходится долго ждать зеленого сигнала светофора, особенно когда кажется, что движение в других направлениях отсутствует. Сигналы светофора предназначены для распределения зеленого времени между конфликтующими потоками трафика, как правило, в зависимости от объемов трафика.Если движение на главной улице значительно выше, чем на боковой улице, на главной улице может быть выделено больше зеленого времени, что может привести к более длительному ожиданию водителей на боковой улице. Однако синхронизация сигналов на главной улице может принести пользу всем автомобилистам, потому что, как только автомобиль выезжает на главную улицу, он может продолжать движение с минимальной остановкой. Следовательно, это выгодно как для движения по главной улице, так и для переулков. Цель синхронизации — провести как можно больше автомобилей через перекрестки с наименьшим количеством остановок.

Как работает синхронизация светофоров

Принцип работы синхронизации сигналов светофора заключается в вычислении времени прибытия группы транспортных средств на каждый перекресток, движущихся с заданной скоростью, а затем светофоры стратегически синхронизируются с тем, чтобы они стали зелеными, как только группа транспортных средств прибывает на каждый перекресток. Чтобы сигналы светофора были синхронизированы, группа сигналов должна быть настроена на работу с одинаковой продолжительностью цикла (количество времени, которое требуется для перехода сигнала от зеленого к желтому к красному и снова к зеленому — после обслуживания перекрестка.

Обнаружение светофора в реальном времени с использованием частотных диаграмм с помощью высокоскоростной камеры

Abstract

Светодиоды широко используются в качестве светофоров. Поскольку большинство светодиодных светофоров работают от альтернативного источника питания, они мигают на высоких частотах, даже вдвое превышающих их. Мы предлагаем метод обнаружения светофора по изображениям, снятым высокоскоростной камерой, которая может распознавать мигающий светофор. Этот метод надежен при различных условиях освещения, поскольку он может обнаруживать светофор, извлекая информацию из мигающих пикселей с определенной частотой.Метод состоит из шести модулей, в которые входят полосовой фильтр и фильтр Калмана. Все модули работают одновременно для обработки в реальном времени и могут работать со скоростью 500 кадров в секунду для изображений с разрешением 800 × 600. Этот метод был проверен на исходном наборе данных, снятом высокоскоростной камерой при различных условиях освещения, таких как закат. или ночная сцена. Отзыв и точность оправдывают обобщение предложенной системы обнаружения. В частности, он может обнаруживать светофоры с другим внешним видом без настройки параметров и без необходимости изучения наборов данных.

Ключевые слова: обнаружение светофора, интеллектуальные транспортные средства, высокоскоростная камера, обработка изображений, системы реального времени

1. Введение

Автомобили играют важную роль в современном обществе. Современные автомобили дешевле, быстрее и во многих случаях удобны в использовании; однако каждый год происходит много несчастных случаев. Статистические данные показывают, что 94% всех дорожно-транспортных происшествий происходят по вине человека, и ежегодно в Соединенных Штатах регистрируется примерно 38 000 смертей в результате дорожно-транспортных происшествий [1].Были проведены значительные исследования и разработки в области автономных транспортных средств и усовершенствованных систем помощи водителю (ADAS), которые, как ожидается, будут предсказывать опасные события и сокращать дорожно-транспортные происшествия. Однако создание автоматических систем вождения — непростая задача. Перекресток, контролирующий поток транспортных средств и пешеходов, является важным аспектом для автономного вождения. В 2017 году в результате дорожно-транспортных происшествий с проездом на красный свет в США погибло 890 человек [2]. Автоматическая система вождения может принимать важные решения по безопасности в соответствии с состоянием светофора.Следовательно, он должен уметь надежно распознавать состояние светофора с большого расстояния и в реальном времени. Такая система автоматического обнаружения еще не разработана. Как обсуждалось в [3], обнаружение светофора для сложных сцен представляет собой серьезную проблему. Некоторые из факторов, влияющих на эти сложные сцены, включают различные условия освещения; неполные формы из-за окклюзии; очень мало пикселей для обнаружения дальних светофоров; и размытие движения из-за высокоскоростного вождения.

Система обнаружения требует, чтобы камера распознавала состояние диаграммы направленности светофора. Поэтому многие системы обнаружения светофора основаны на методах обработки изображений. Многочисленные методы основаны на техниках зрения. Их можно разделить на три подхода; подходы на основе эвристических моделей, подходы на основе обучения и подходы на основе вспомогательных сенсоров. Подход, основанный на эвристической модели, использует визуальные характеристики светофора, такие как цвет и форма [4,5,6,7].Этот подход интуитивно понятен, а настройка параметров проста. Подход, основанный на обучении, требует множества изображений светофора для построения нейронной сети, которая обнаруживает светофор. Из-за быстрого развития методов машинного обучения это в настоящее время один из самых популярных подходов [8,9]. Некоторые методы, основанные на наклоне, включают не только обнаружение светофора, но и обнаружение автомобилей [8], и были разработаны подходы, распознающие полосу движения светофора [10,11]. Подход, основанный на вспомогательных датчиках, использует датчики, отличные от камеры, для выполнения точного обнаружения путем интеграции информации [12].Обычно для этого подхода требуется предварительная карта с трехмерным расположением светофора и перекрестка [13,14]. Поскольку создание карты требует больших затрат, использовать ее на большой территории неудобно. Поэтому область применения этого подхода ограничена.

Внешний вид светофора зависит от страны, региона и производителя. Различия во внешнем виде затрудняют обнаружение подходов на основе эвристической модели и обучения. Напротив, светодиодные светофоры широко используются, потому что они могут обеспечить лучшую энергоэффективность.Поскольку светодиодный светофор работает от переменного тока, он мигает пропорционально входной мощности переменного тока. Светодиодные светофоры мигают с высокой частотой, и ни невооруженный глаз, ни стандартные камеры не могут это распознать. Высокоскоростная камера может снимать изображения со скоростью несколько сотен кадров в секунду и распознавать светодиодные светофоры. В [15] была предложена гибридная система обнаружения светофора, сочетающая частотный анализ и визуальную информацию с высокоскоростной камерой. Этот подход кодирует изменение яркости пикселей.После этого он обнаруживает светофор, выделяя из изображения временного ряда область, которая показывает конкретный образец мигания. Распознавая мигающий светофор, этот подход может обеспечить более надежное обнаружение по сравнению с традиционными методами, которые используют только визуальную информацию.

Хотя предыдущие работы были выполнены с высокой точностью, от практического применения они еще далеко. Ложное обнаружение наблюдалось в сценах, в которых есть объекты, отражающие нерегулярно или содержащие мигающие самосветящиеся объекты, такие как электронные доски объявлений.Кроме того, традиционный метод не может обрабатывать несколько сотен изображений в реальном времени. В этом исследовании предлагается метод обнаружения светофора в реальном времени на основе мигающих светодиодных индикаторов. Эта система может выполнять обнаружение более надежно в тяжелых условиях освещения. Результаты этого исследования включают создание надежной системы с характеристиками в реальном времени, которые не могут быть достигнуты с помощью обычного гибридного детектора светофора. Ключевыми элементами для достижения повышенной устойчивости являются извлечение мигания с помощью полосового фильтра и оценка состояния с помощью фильтра Калмана.В предлагаемом методе все модули обработки работают в параллельном конвейере для увеличения пропускной способности. Таким образом, в этом исследовании был реализован метод обнаружения с кратким алгоритмом, который не требует большого объема вычислений для обработки в реальном времени.

В следующем разделе будут обсуждаться связанные работы. В третьем разделе описан предлагаемый метод обнаружения светофора, а в четвертом разделе представлены результаты проверки эффективности этого метода. Наконец, в последнем разделе представлены выводы этого исследования и нашей будущей работы.

2. Связанные работы

Многие предыдущие исследования были сосредоточены на визуальной информации. Мы классифицируем методы обнаружения светофоров в соответствии с подходами, использованными в предыдущих исследованиях.

2.1. Обнаружение на основе эвристической модели

Подход на основе эвристической модели использует информацию о цвете, форме, местоположении и краях светофора [4,5,7,16]. В некоторых исследованиях комбинация нескольких типов данных повысила точность обнаружения [6,17]. Параметры и алгоритмы очень интуитивно понятны и могут иметь широкий спектр применений. Некоторые методы, которые концентрируются на цвете светофоров, выполняют обнаружение путем извлечения определенного цвета в цветовом пространстве RGB. Также были предложены методы, использующие цветовое пространство HSV [6,16] или цветовое пространство LAB [4,7]. Между тем, некоторые методы, которые фокусируются на краях и форме светофоров, выполняют обнаружение с использованием преобразования Хафа, которое выделяет круглые области [17]. В других подобных методах для выделения круглых областей используются обнаружение прожектора или преобразование радиальной симметрии [4,17].В [18] был предложен способ установки нескольких камер с разными углами обзора для обнаружения светофора в широком диапазоне.

2.2. Обнаружение на основе обучения

Подходы на основе обучения стали популярными в последние годы благодаря быстрому развитию машинного обучения и методов обнаружения объектов [19,20]. По сравнению с подходами, основанными на эвристических моделях, подходы, основанные на обучении, требуют гораздо большего количества обучающих данных и вычислительной мощности. Однако они превосходят другие из-за более высокой устойчивости к вариациям и меньшей склонности к переобучению. В [21] был предложен метод уменьшения числа кандидатов на светофор в зависимости от положения и размера. В некоторых методах обнаружения в качестве кандидатов часто принимаются регионы, не являющиеся светофорами. Более того, эти методы предназначены для сокращения вычислений в процессе распознавания. Важно не только обнаружить светофоры, но и выбрать их в соответствии с текущей полосой движения автомобиля для практического применения.Некоторые методы обнаруживают светофор и классифицируют полосу движения светофора с помощью CNN [10,11]. В [22] обнаружение светофора было основано на глубокой нейронной сети и предшествующей карте. Они использовали предыдущую карту, чтобы выбрать светофор, соответствующий текущей полосе движения транспортного средства, среди огней, обнаруженных сетью. Оценивая расположение соответствующих светофоров на изображении, этот метод позволил эффективно снизить количество ложных срабатываний. Существуют детекторы, которые используют эвристический подход для выбора интересующей области, чтобы включить легкие и работающие в реальном времени детекторы, по-прежнему используя распознавание CNN [23].Как правило, подходы, основанные на обучении, требуют дорогостоящего сетевого обучения. Тем не менее, трансферное обучение можно использовать для сокращения вычислительных и временных ресурсов во время обучения [24,25]. В некоторых случаях высокая точность распознавания достигается за счет объединения функций HOG и функций, извлеченных CNN [9]. Сетевые модели, такие как RetinaNet [26] и YOLO [8,22], также изучались. Между тем, был предложен метод разработки оригинального фильтра подавления фона и обучающих коэффициентов фильтра с использованием многочисленных изображений светофора без использования нейронной сети [27].

2.3. Обнаружение на основе дополнительных датчиков

Подход на основе дополнительных датчиков использует дополнительные датчики, такие как GNSS, акселерометр, гироскоп, стереовидение и LiDAR. Более того, в некоторых случаях смартфон используется как датчик для обнаружения светофоров [12]. Эффективное обнаружение достигается с помощью IMU и самоопределения, которые помогают ограничить диапазон поиска на изображении. В [13,14] предлагаются методы, которые могут прогнозировать положение появления светофоров в поле зрения камеры на основе собственного местоположения, оцененного с помощью LiDAR и GNSS, и предыдущей карты.Эти исследования также предложили эффективный способ создания предыдущей карты с помощью стереокамеры. Методы, в которых использовались вспомогательные датчики, позволяют очень точно обнаружить светофор. Однако эти методы обычно требуют дорогих датчиков в дополнение к стоимости создания предыдущей карты.

2.4. Обнаружение гибридного светофора

З. Ву продемонстрировал эффективность гибридного подхода [15]. Самым большим преимуществом гибридного подхода является то, что он обнаруживает светофор в ночное время, когда жилье почти невозможно распознать, а свет труднее отличить от других огней. Это связано с тем, что гибридный подход использует не только визуальную информацию, но также и частотную информацию. показывает светофор, управляемый переменным током 50 Гц, сделанный камерой со скоростью 500 кадров в секунду. Это явление незаметно невооруженным глазом, но может быть обнаружено высокоскоростной камерой. Поскольку почти нет объектов, мигающих так же быстро, как светофор, их можно обнаружить, выделив мигающую область. Хотя предыдущие исследования показали высокую точность во многих сценах, она все еще далека от практического использования для автоматических систем вождения или систем помощи водителю.

Пример мигания светодиодного светофора, наблюдаемого камерой со скоростью 500 кадров в секунду. Временные интервалы составляют 2 мс.

Этот подход недоступен в районах, где такие светофоры не установлены, или на автомобилях, не оборудованных скоростными камерами. Однако очень полезно обнаруживать светофор ночью или вечером, что трудно сделать другими подходами. Использование скоростной камеры имеет и другие преимущества. Во-первых, не нужно устранять проблемы с мерцанием, вызванные миганием светофора.Кроме того, изображения не размываются даже при движении автомобиля с большой скоростью.

3. Система обнаружения светофора в реальном времени

3.1. Обзор

В данном исследовании рассматривался случай, когда светофор приводился в действие переменным током 50 Гц; таким образом, лампа мигает со скоростью 100 кадров в секунду. Для этого исследования на автомобиле была установлена ​​высокоскоростная камера, работающая со скоростью 500 кадров в секунду, поскольку она могла сделать пять изображений за один период мигания лампы. Предлагаемая система обнаружения состоит из шести модулей, которые включают загрузку, полосовой фильтр, бинаризацию, буферизацию, обнаружение и классификацию.Обзор предлагаемого метода обнаружения представлен в.

Порядок действий предлагаемого метода обнаружения светофора.

Модуль загрузки извлекает изображения с камер. В эксперименте, описанном в четвертом разделе, данные изображения считывались из сохраненного видеофайла. Подчеркнем, что эти данные не были получены непосредственно с камеры автомобиля. Кроме того, модуль полосового фильтра применяет полосовой фильтр к полутоновому входному изображению в частотной области, а не в пространственной области.Этот фильтр увеличивает область мигания со скоростью 100 кадров в секунду. Модуль бинаризации сначала оценивает состояние динамики светофора, которое включает в себя амплитуду, смещение и фазу мигания. Он использует фильтр Калмана для оценки состояния. Затем он определяет соответствующий порог для преобразования в двоичную форму отфильтрованного изображения на основе оцененного состояния и, наконец, преобразовывает в двоичную форму фильтрованное изображение. Модуль буферизации ретранслирует изображение, которое имеет более сильные сигналы по сравнению с предыдущими изображениями.Это связано с тем, что трудно распознать цвета и области изображения с не максимальной яркостью. Модуль обнаружения извлекает контуры из пикового двоичного изображения. Кроме того, размер и форма используются для исключения кандидатов во избежание ложных срабатываний. Модуль классификации классифицирует цвет лампы с помощью контуров и изображений RGB. Машина опорных векторов (SVM) использовалась для классификации на три класса: красный, желтый и зеленый. иллюстрирует сводку обработанных изображений для каждого модуля.Как показано на рисунке, зеленый светофор был успешно обнаружен.

Последовательность обработки изображений каждым модулем в системе.

3.2. Модуль полосового фильтра

Этот модуль увеличивает область мигания с определенной частотой, применяя полосовой фильтр к полутоновому изображению с течением времени. Мы использовали БИХ-фильтр, который имел крутые частотные характеристики даже при малых размерах, чтобы уменьшить объем вычислений, необходимых для обработки в реальном времени.показаны условия для проектирования полосового фильтра.

Таблица 1

Состояние полосового фильтра.

Пример изображений, которые были подвергнуты фильтрации, приведен во второй строке.

Модуль полосового фильтра требует больше вычислений, чем любые другие модули. Каждая операция фильтрации требует сложения и умножения чисел с плавающей запятой в порядке, в несколько раз превышающем количество пикселей. Кроме того, операция должна выполняться несколько сотен раз в секунду из-за высокоскоростной камеры. Если эти расчеты выполняются простым способом, производительность в реальном времени легко выйдет из строя. Поэтому мы разработали несколько методов увеличения скорости вычислений.В поле зрения автомобильной камеры область, в которой светофор появляется на изображении, ограничена. Поэтому мы решили не обрабатывать участок, где не будет светофоров. Полосовые фильтры выполняли умножение и суммирование чисел с плавающей запятой. Следовательно, зависимость данных и условное ветвление отсутствовали. Основываясь на этом свойстве, мы реализовали процесс фильтрации, используя параллельную обработку с несколькими данными одной инструкции (SIMD) и OpenMP.В частности, используя набор инструкций Intel AVX512, можно было одновременно умножать 16 пар объектов с плавающей запятой одинарной точности. Благодаря созданию БИХ-фильтра с такими инструкциями время вычислений было значительно сокращено.

3.3. Модуль бинаризации

Для исследования была необходима бинаризация изображения, которое было применено к полосовому фильтру, чтобы эффективно выделить мигающую область. Существует два метода бинаризации: один — использовать общий порог для всего изображения, а другой — адаптивно использовать переменный порог для каждого пикселя в соответствии с окружающими пикселями.Мы выбрали первый метод, в котором использовался общий порог, поскольку он уменьшал вычислительные затраты. Соответствующий порог бинаризации зависит от условий. В частности, внешний вид светофора на снимках, сделанных днем ​​и ночью, существенно отличается. Оценивалось состояние светофора. Он включал амплитуду, смещение и фазу мигающего светофора. Расчет соответствующего порога устранил помехи, сохранив светофор на изображении.Для оценки состояния в этом исследовании предполагается, что все светофоры на изображении находятся в одном и том же состоянии. Это означает, что когда на изображении есть светофор, амплитуда и фаза мигания для всех светофоров одинаковы. показывает пример, в котором фазы всех светофоров совмещены. На рисунке все лампы кажутся выключенными, потому что все амплитуды всех источников света одновременно минимальны.

Пример светофора с одинаковой фазой мигания.

После того, как изображение было пропущено через полосовой фильтр, значение пикселя, соответствующее мигающему светофору, было получено на основе абсолютного значения синусоидальной волны. Однако значение пикселя в другой области было подавлено. Яркость каждого пикселя изображения была изменена, как показано на.

Изменение яркости для каждого пикселя.

На рисунке красная кривая представляет пиксель, соответствующий светофору, а оранжевая кривая представляет области без светофора.Здесь огибающая яркости может быть аппроксимирована с помощью следующего уравнения:

яркость = A | sin2πft | + b

(1)

где A и b меняются в зависимости от условий освещения, а f — частота переменного тока.

Когда разработанный выше полосовой фильтр был применен к видео с 8-битной глубиной цвета, A находился в диапазоне от -40 до -100 и b в диапазоне от 50 до 130. | A | зависит от того, насколько резко камера фиксирует мигание светофора на контрасте с фоном.Например, из-за динамического диапазона камеры мигание светофора в яркой сцене не кажется таким резким, как в темной; следовательно, | A | маленький. Далее, | b | близка к | A |, но | b | — | A | меняется в зависимости от нарушения мигания. | б | — | А | показывает, насколько сильно сохраняется мигающий шум, и он равен длине от 0 до нижнего края огибающей. Если не светофоры полностью удаляются полосовым фильтром, то | b | и | A | равны. Напротив, в сценах с большим количеством не светофоров, таких как ночные сцены, есть большой разрыв между | b | и | A |.В пределах той же сцены A и b остаются приблизительно постоянными в течение короткого периода времени в 1 с. Когда бинаризация была выполнена с использованием синей пунктирной линии в качестве порога, шум был удален, не затрагивая пиксели сигналов светофора. Пример бинаризованных изображений показан в третьей строке. Состояние было оценено следующим образом:

Впоследствии порог был установлен с использованием | b | — | A | · k, где k — параметр, который регулирует серьезность порога.Значение огибающей получалось каждый раз путем поиска самого яркого пикселя в изображении. Мы аппроксимировали динамику с помощью достаточно простой функции; поэтому в этом исследовании для оценки состояния использовался расширенный фильтр Калмана (EKF). Формула процесса EKF выглядит следующим образом:

At + 1bt + 1θt + 1 = Atbtθt + 002πfΔt.

(3)

Формула наблюдения определяется уравнением (1).

Мы предположили, что ковариации шума процесса и измерения постоянны и нет ковариации между какими-либо переменными.В частности, ковариации технологического шума и наблюдаемого шума были выражены как Q и ​​R, соответственно, и мы определили их следующим образом:

Каждая самковариация корректировалась вручную. EKF удовлетворительно работал в этих свободных условиях, описанных выше, хотя более точные значения можно было бы установить, если бы учитывались характеристики полосового фильтра и характеристики сигнальных огней. Используя EKF, определенный выше, мы оценили текущее состояние динамики мигания светофоров.Порог был определен адаптивно с использованием оценочного состояния; следовательно, было получено двоичное изображение.

3.4. Модуль буферизации

Этот модуль выполняет две задачи: (1) он ищет изображение локального максимума из последних изображений, тем самым упрощая обработку для последующих модулей; и (2) он компенсирует фазовую задержку бинаризованного изображения, чтобы способствовать его синхронизации с изображением RGB.

3.4.1. Поиск изображения локального максимума

Мигание двоичного изображения и изображения RGB затрудняет классификацию цвета и обнаружение контуров.Этот модуль выбирает изображение, которое легко классифицируется из последних пяти изображений, и передает его последующим модулям. В частности, последние пять изображений сохраняются с использованием кольцевого буфера, а лучшее изображение выбирается с использованием фазы, оцененной EKF в модуле бинаризации.

3.4.2. Компенсация фазовой задержки, вызванной полосовым фильтром

Бинаризованное изображение проходит через полосовой фильтр. Следовательно, сигнал задерживается по отношению к изображению RGB.Когда камера движется, положение пикселей светофора в двоичном и RGB-изображениях различается. В этом случае при классификации цвета лампы цветное изображение светофора может быть неполным, из-за чего его классификация может не пройти. Для этого исследования передача данных изображения RGB была отложена, чтобы синхронизировать его с бинаризованным изображением. Фазовая задержка из-за полосового фильтра постоянна, потому что частота мигания светофора и частота дискретизации камеры неизменны.Соответствующая задержка была рассчитана заранее, и согласованность по времени была скорректирована на изображениях.

3.4.3. Обработка избыточных вычислений, вызванных буферизацией

Светофор достигает максимальной яркости один раз на каждые пять входов; следовательно, выходной образ этого модуля часто дублируется. Следовательно, последующий модуль использует одно и то же изображение пять раз и дает одинаковый результат. В качестве меры по устранению этой избыточной обработки у нас была возможность выполнять последующие модули только один раз для каждых пяти входов.Однако дубликат вывода не был пропущен, чтобы упростить систему.

3.5. Модуль обнаружения

API под названием findContours был предоставлен библиотекой компьютерного зрения с открытым исходным кодом OpenCV для обнаружения кандидата. Контур, извлеченный из двоичного изображения, состоит из точек, которые покрывают периферию области переднего плана на изображении. Извлеченные контуры могут содержать шум, который нельзя удалить с помощью полосового фильтра или бинаризации. Следовательно, это было отфильтровано с использованием округлости контура, области и положения на изображении, чтобы их можно было удалить.Окружность определяется как:

округлость = 4π · Площадь (периметр) 2.

(6)

Это означает, что круг имеет округлость 1. То есть округлость указывает, насколько близок контур к окружности. Учитывая, что фонарь светофора круглый, некруглые контуры были удалены.

3.6. Классификационный модуль

SVM использовался для распознавания цвета светофоров. Для SVM есть три классификационных метки: «красный», «желтый» и «зеленый».Входное изображение для SVM имело разрешение 10 × 10 пикселей, 8-битную глубину цвета и три канала. Когда изображение было предоставлено в качестве входных данных для SVM, ограничивающая рамка контура была преобразована в 10 × 10 пикселей. Данные для обучения SVM были сгенерированы с использованием случайных чисел и не были извлечены из реальной сцены. Причина случайной генерации изображений заключалась в том, чтобы сделать SVM менее зависимым от внешнего вида светофора. изображает пример сгенерированных обучающих данных. Этот модуль необходим только для классификации трех цветов.Поэтому классификация в этом методе была реализована очень лаконично. В частности, для каждой метки использовалось 100 изображений, и обучение проводилось с использованием параметров по умолчанию модуля SVM в OpenCV.

Примеры обучающих данных для машины опорных векторов.

Светофоры всегда выстраиваются в следующем порядке: красный, желтый и зеленый. На основе этого также оценивалась площадь корпуса светофора по цвету, размеру и положению мигающей области.

In есть два пути от буферизации и обнаружения до классификации. Два пути относятся к потоку данных изображения RGB и бинаризованного изображения соответственно. Эта система реализована, чтобы уменьшить вычислительную сложность и, насколько это возможно, избежать ненужного копирования данных. Изображения RGB по сути необходимы только в модуле классификации, а не в других модулях, таких как полосовой фильтр, бинаризация и обнаружение. Следовательно, изображения RGB проходят через модули в порядке загрузки, буферизации и классификации.

3,7. Многопоточная обработка

В этой системе все модули зависят от своих предыдущих модулей, некоторые из которых требуют значительных вычислений для обработки изображения. Для практического применения предлагаемая система должна быть рассчитана на 500 кадров в секунду и более. Поэтому в этом исследовании для увеличения пропускной способности был принят параллельный конвейерный процесс. предоставляет обзор обработки изображения. Модули запускают процесс, как только требуемые данные становятся доступны в очереди.Это не уменьшает объем вычислений; следовательно, задержка либо осталась постоянной, либо могла быть немного увеличена из-за эффекта передачи данных между потоками. Кроме того, во время операции можно игнорировать задержку, вызванную конвейерной обработкой шести модулей, поскольку система обрабатывает изображения со скоростью несколько сотен кадров в секунду.

Обзор параллельной обработки в системе. ( a ) Иллюстрация блок-схемы системы с очередями. ( b ) Демонстрация перехода обработанного изображения.Изображения в одном ряду обрабатывались одновременно.

4. Результаты экспериментов

Видеопоследовательности были сняты на городской улице в Восточной Японии с помощью высокоскоростной камеры Basler (модель: acA800-510uc). Он был установлен на автомобиле, и на его выходе было изображение с разрешением 800 × 600 пикселей и частотой кадров 500 кадров в секунду. Сбор данных был поддержан Kotei Informatics Corporation. Во всех экспериментах, учитывая, что глубина цвета изображения камеры составляет 8 бит, мы устанавливали параметры EKF σA2 и σb2 на 65, σθ2 на 0.03 и σbrightness2 до 1600. Данные в большинстве общедоступных наборов данных не фиксируются высокоскоростными камерами; следовательно, их нельзя было использовать для оценки этой системы.

4.1. Оценка точности

Эксперимент по оценке точности проводился в четырех сценах при разном времени и погодных условиях. В каждом случае яркость и контраст между фоном и светофором были разными. Предлагаемый метод позволяет выполнять детектирование с фиксированными параметрами во всех сценах. Мы создали для набора данных региональную метку, помеченную вручную, где каждая область светофора была представлена ​​ограничивающей рамкой.Эта ограничивающая рамка была назначена не на каждый фонарь, а на весь корпус светофора. Это произошло потому, что некоторые светофоры одновременно мигали несколькими цветными лампами или имели лампы в форме стрелок, которые давали второстепенные инструкции. Поэтому при практическом применении необходимо было распознавать не только светофор, но и весь сигнал в целом.

Точность и отзыв использовались для оценки точности, которая определяется как

где TP, FP и FN указывают на истинно положительный, ложноположительный и ложноотрицательный соответственно.Результаты обнаружения были присвоены наземным объектам истинности, и они были определены как истинные или ложноположительные путем измерения пересечения по объединению (IoU). Порог для IoU был установлен на 0,4, это размер, который может быть увеличен, когда SVM классифицирует кандидата по неправильному цвету. Это было сделано с учетом того, что в этом эксперименте мы сосредоточились на том, может ли предлагаемый метод обнаруживать источники света, и нас не интересовало какое-либо несовпадение.

суммирует характеристики обнаружения для каждой сцены. Значения точности и запоминания, полученные в дневное время, превышали 90%, тогда как значение запоминания составляло примерно 80% во время заката и ночью, когда обнаружение было затруднено. Эти результаты показывают, что предложенный метод устойчив к изменениям освещенности. Мы не измеряли точность цветовой классификации SVM в этом наборе данных, потому что нас интересовало только, могут ли детекторы обнаруживать светофоры. Однако, если цвет классифицирован неверно, значения отзыва будут ниже из-за невозможности распознать корпус.

Таблица 2

предоставляет результаты обнаружения для каждой сцены. Светофор, который на изображении кажется довольно маленьким, был успешно обнаружен. Кроме того, был обнаружен светофор для пешеходов. В сцене заката можно было обнаружить даже светофор, залитый пятном солнечного света. В ночной сцене четыре светофора можно было правильно распознать, несмотря на путаницу, вызванную уличными фонарями и фарами. Кроме того, дальний светофор нельзя было распознать как зеленый свет; однако они тоже были обнаружены.

Результаты обнаружения для всех сцен.Левый столбец — изображение с полным разрешением. Правый столбец — увеличенное изображение желтого квадрата.

Промежуточные результаты для всех сцен отображаются в формате. Некоторые изображения были пропущены через полосовой фильтр, как показано в средней строке рисунка. Было замечено, что зона, отличная от светофоров, практически подавлена ​​фильтром. На крайнем правом центральном изображении фигуры световые фонари и электронная доска объявлений были отключены. Однако в двоичном образе они были вычтены, и остались только светофоры. Это связано с тем, что порог бинаризации был установлен надлежащим образом, как определено оценкой состояния. Таким образом, эта система может обнаруживать светофор таким же образом, без необходимости настройки параметров как днем, так и ночью.

Промежуточные результаты во всех сценах. Каждый столбец соответствует сцене. Верхняя строка показывает изображения в градациях серого, средняя строка отображает изображения с полосовой фильтрацией, а нижняя строка показывает двоичные изображения.

Набор данных включал множество мигающих огней, кроме светофоров.показывает изображения двух сцен, где эффекты возмущений наиболее очевидны. В солнечной сцене на высокой скорости мигает электронная доска объявлений. В ночное время мигают уличные фонари и вывески магазинов. Большинство помех, вызванных миганием лампочек, устраняются полосовым фильтром и бинаризацией. Модуль обнаружения также способствует устранению помех. Было не так много круглых дисплеев, ярких, как светофор, мигающих на той же высоте и в том же положении, что и светофор, которые предлагаемая система не могла различить.

Эффекты нарушения мигания. ( a ) Солнечная сцена с электрической доской объявлений. ( b ) Ночная сцена с множеством мигающих огней, например уличные фонари.

Однако в предложенном методе в некоторых случаях обнаружение не удалось. Во-первых, поскольку в этом методе используется мигание светофора, свет, отражаемый автомобилями или зданиями, может быть обнаружен ошибочно. Это можно решить, проверив положение обнаружения или размер; кроме того, также возможно уменьшить отраженный свет с помощью поляризационного фильтра на линзе.Во-вторых, дрожание камеры приводило к тому, что иногда не удавалось выделить мигающую область. Поскольку полосовой фильтр обрабатывает значение каждого пикселя как независимый сигнал, невозможно добиться мерцания на пикселе, когда светофор перемещается по пикселям кадр за кадром. Если не обнаружено мигание, эта система не может распознать светофор. Кроме того, обнаружение может потерпеть неудачу, если в поле зрения попадет светофор, фаза мигания которого сдвинута. Фазы в целом одинаковые.Однако они могут отличаться из-за различий в схемах управления.

4.2. Сравнение с обычной гибридной системой обнаружения

Наш набор данных, снятый высокоскоростной камерой, включает множество кадров, на которых светофор полностью выключен. Следовательно, невозможно провести достоверное сравнение с методами обнаружения, которые используют другие подходы к тому же набору данных. Другие методы, не учитывающие мигание светофора, не могут обеспечить адекватную производительность. Поэтому мы не сравнивали точность с негибридными методами обнаружения.

В этом исследовании результаты сравнивались с традиционным методом гибридного обнаружения [15] с использованием высокоскоростной камеры. Однако, к сожалению, невозможно провести сколько-нибудь значимое сравнение между предлагаемым методом и традиционным гибридным методом. Это связано с тем, что традиционный метод определяет только круглые цветные лампы и не выполняет цветовую классификацию. Более того, этот метод не может обнаружить стрелочные лампы и весь световой корпус; таким образом, его нельзя сравнивать в равных условиях с предложенным нами методом, который может обнаружить их все. Кроме того, традиционный метод имеет ограниченные функциональные возможности и не так практичен, как предлагаемый. Исходя из вышеизложенного, в этом исследовании была проанализирована производительность путем сравнения результатов. В качестве входных данных использовались те же видеоролики, которые использовались в эксперименте по оценке точности. демонстрирует результаты обнаружения светофора с использованием метода сравнения, который использует одни и те же параметры для обнаружения во всех сценах.

Пример результатов обнаружения традиционным гибридным методом.Утром ошибочно было обнаружено рассеяние света деревом. Когда было солнечно, ему не удалось обнаружить электронную доску объявлений. Во время заката светофор под виадуком обнаружить не удалось. Ночью были обнаружены все светофоры; однако свет в магазине был обнаружен неправильно.

Этот традиционный метод использует мигание светофора для обнаружения; следовательно, он успешно идентифицировал некоторые светофоры днем ​​и ночью. Однако было несколько ложных срабатываний и ложноотрицательных результатов. По утренним данным свет, рассеянный листьями на улице, был ошибочно распознан как мигающий светофор. Аналогичным образом, в случае солнечных данных, электрическая доска объявлений и для ночных данных, части освещения были ошибочно распознаны как светофор. Более того, по данным о закате некоторые светофоры не были обнаружены, хотя светофоры находились достаточно близко.

В методе, используемом для сравнения, мигание кодируется на основе того, превышают ли изменения яркости для каждого пикселя пороговое значение.Кроме того, он использует области, где шаблон временного ряда кода совпадает с указанным шаблоном кандидатов на светофор. Следовательно, область, в которой изменение яркости соответствует заданному шаблону, ошибочно распознается как светофор, или светофор, не соответствующий шаблону из-за мешающего света, не будет обнаружен. В частности, было много ложных срабатываний из-за рассеяния света и электронной доски объявлений. Кроме того, ложноотрицательные результаты имели место при значительном влиянии солнечного света.

Все эти проблемы с традиционным методом были заметно улучшены за счет применения предложенного метода. В предложенном методе полосовой фильтр использовался для извлечения данных, соответствующих области мигания, а область, которая действительно мигала, представляла кандидатов сигналов. Таким образом, предлагаемый метод позволяет отклонять мгновенные изменения яркости, вызванные рассеянием света. Сравниваемый метод требует процесса синхронизации цикла мигания каждый раз, когда он ищет область, закодированную с помощью определенного шаблона.Если синхронизация не удается, обнаружение светофора также не удается; однако в предложенном методе полосовой фильтр выделяет мигающую область без синхронизации. Кроме того, адаптивная бинаризация также способствует повышению производительности. Хотя в сравниваемом методе используются предварительно рассчитанные конкретные шаблоны, его устойчивость к изменению освещения была недостаточной из-за изменений в шаблонах яркости, которые были основаны на окружающей среде. Между тем, предложенный метод распознавал редко изменяющуюся динамику мигания, а пороги мигающих сигналов оценивались фильтром Калмана.Это сделало его способным обнаруживать светофор в различных средах без использования определенных шаблонов, которым может не хватать надежности.

4.3. Оценка эффективности

Чтобы проверить, можно ли использовать этот метод в реальном времени, было измерено время расчета каждого модуля. Поскольку каждый модуль выполняется в параллельном конвейере, время вычисления любого модуля должно быть менее 2 мс, чтобы он обрабатывался со скоростью 500 кадров в секунду в реальном времени. Модуль, отображающий изображение для подтверждения результата обнаружения, не был включен во время расчета, потому что он не связан с обнаружением светофора.В этом исследовании измерялось время вычисления для обнаружения светофора в 2000-кадровом видео с разрешением 800 × 600 пикселей. Подробные сведения о компьютере, выполнившем обнаружение, показаны в. Параметры обнаружения были установлены на те же значения, что и использованные в эксперименте по оценке точности обнаружения.

Таблица 3

Параметр	Значение
ЦП	Intel Core i9-7900ZX
Часы	3.30 ГГц
Количество ядер (потоков)	10 (20)
Память	64 ГБ
ОС (ядро)	Ubuntu 18. 04 (4.15.0-72-generic)
GPU	НЕ ИСПОЛЬЗУЕТСЯ

Время расчета сведено в. Даже для модуля, который занимает больше всего времени вычисления, обработка была завершена менее чем за 1 мс. Во всех модулях среднее время расчета и значение, полученное путем добавления к нему стандартного отклонения (SD), были менее 2 мс.Это означает, что модуль имеет достаточную скорость для обработки видео со скоростью 500 кадров в секунду в реальном времени.

Таблица 4

Эффективность по времени для каждого модуля.

Модуль	Среднее значение (мс)	SD (мс)	Наилучшее (мс)	Наихудшее (мс)
Нагрузка	0,78	0,27	0,39,69
Полосовой фильтр	0,69	0,37	0. 38	3,48
Бинаризация	0,37	0,08	0,20	0,74
Буферизация	0,38	0,18	0,20	2,44
0,06	1,03
Классификация	0,02	0,01	0,00	0,25

Мы подтвердили возможность работы со скоростью 500 кадров в секунду на портативном ПК (Core i7 9750). Однако мы не проводили подробных экспериментов на портативном компьютере, потому что он вряд ли будет способен выполнять необходимые вычисления, которые при практическом использовании должны выполняться с запасом вычислительных ресурсов. ПК, используемый в оценочных экспериментах, может обрабатывать изображения с достаточной скоростью с дополнительной вычислительной мощностью, а дополнительные ресурсы можно использовать для выполнения других процессов. Потребляемая мощность нашей высокоскоростной камеры составляет 3 Вт по каталогу. ПК, используемый в экспериментах, не имел графического процессора, а расчетная тепловая мощность процессора (TDP) составляла 140 Вт.Мы думаем, что они достаточно малы, чтобы их можно было установить в автоматизированном транспортном средстве, и их можно применять на практике.

5. Выводы

В этом исследовании предлагается метод обнаружения светофора в реальном времени путем распознавания мигания светодиода, вызванного переменным током. К входным изображениям применялся полосовой фильтр с частотой переменного тока, чтобы эффективно обнаруживать мигающие области. Порог бинаризации задавался адаптивно с использованием состояния, оцененного фильтром Калмана. Следовательно, различие в средах можно обнаружить аналогичным образом.Хотя в нескольких предыдущих исследованиях для обнаружения использовалась визуальная информация, такая как светофор, их результаты сильно различаются в зависимости от освещения. Между тем, предлагаемый метод практически не зависел от этого, и он использовал более надежную частотную информацию для выполнения обнаружений в тяжелых условиях. Никакой настройки параметров, таких как эвристические пороги или обучение нейронной сети, не требовалось. Согласно результатам экспериментов, предложенный метод обеспечивает детектирование с высокой точностью в различных экспериментальных сценах.Было подтверждено, что все модули могут быть обработаны в течение 1 мс. Таким образом, предлагаемый метод мог обрабатывать более 1000 кадров в секунду. Задача будущего — повысить эффективность классификации. На реальной дороге светофоры, не ограниченные определенной полосой движения, могут появляться в поле зрения. Для этого требуется умение правильно определять светофор. Кроме того, система должна компенсировать дрожание изображения, вызванное вибрацией автомобиля. Если может быть достигнута коррекция дрожания, производительность попиксельного полосового фильтра улучшится, и, следовательно, обнаружение светофора станет более точным.

Почему светофоры в США и некоторых других странах расположены горизонтально?

Это вопрос, который в основном актуален для Америки, Канады и Японии, потому что в большинстве стран мира светофоры всегда вертикальные. Если вы едете по Австралии, все наши фонари выровнены вертикально, как показано ниже.

Есть четыре причины, по которым светофоры устанавливают горизонтально:

• Если огни должны быть размещены над определенной полосой движения, и возникнет проблема с зазором, горизонтальное выравнивание дает дополнительное пространство для проезда транспортных средств снизу.
• Если огни должны быть видны при выезде из туннеля или другой зоны с ограниченной вертикальной видимостью, горизонтальный свет означает, что водители видят все три огня одновременно.
• В районах с сильным ветром у горизонтальных огней над полосами движения большая часть поверхности будет прикреплена к порталу, что обеспечит лучшую устойчивость и уменьшит сопротивление ветру; в некоторых американских странах фонари подвешены на тросах, которые сильно раскачиваются при сильном ветре.
• Инженеры по дорожному движению иногда выбирают горизонтальную компоновку, если это более эстетично.

Светофоры, расположенные горизонтально у въезда на подъемный мост

Почему большинство светофоров вертикальное?

Вертикальные светофоры используются в большинстве стран. Причины использования вертикальных огней:

• Это более известный стандарт с красным (стоп) вверху и зеленым (вперед) внизу, поэтому не имеет значения, дальтоник ли водитель. Некоторые горизонтальные огни в Канаде используют огни особой формы, чтобы обойти это, но это просто сбивает с толку туристов.
• Когда есть стрелки фильтра, вертикальный свет является более очевидным расположением, так как зеленая стрелка фильтра справа будет справа от источника света, тогда как по горизонтали она будет размещена под красным светом, если красный свет справа ( страны с левым рулем).

  No related posts.