Reconnaissance des panneaux de signalisation - Traffic-sign recognition

Reconnaissance des panneaux de signalisation (limitation de vitesse)

La reconnaissance des panneaux de signalisation ( TSR ) est une technologie par laquelle un véhicule est capable de reconnaître les panneaux de signalisation placés sur la route, par exemple « limite de vitesse » ou « enfants » ou « virer en avant ». Cela fait partie des fonctionnalités collectivement appelées ADAS . La technologie est développée par une variété de fournisseurs automobiles. Il utilise des techniques de traitement d'images pour détecter les panneaux de signalisation. Les méthodes de détection peuvent être généralement divisées en méthodes basées sur la couleur, basées sur la forme et basées sur l'apprentissage.

Histoire

La Convention de Vienne sur la signalisation routière est un traité signé en 1968 qui a permis de normaliser les panneaux de signalisation dans différents pays. Environ 52 pays ont signé ce traité, qui comprend 31 pays d'Europe. La convention a largement classé les panneaux routiers en sept catégories désignées par les lettres A à H. Cette normalisation a été le principal moteur du développement de systèmes de reconnaissance des panneaux de signalisation pouvant être utilisés dans le monde entier.

Un panneau de limitation de vitesse aux États-Unis

La reconnaissance des panneaux de signalisation est apparue pour la première fois, sous la forme de la reconnaissance des panneaux de limitation de vitesse, en 2008 pour la Vauxhall Insignia 2009 . Plus tard , en 2009 , ils sont apparus sur la nouvelle BMW Série 7 , et l'année suivante sur la Mercedes-Benz S-Class . A cette époque, ces systèmes ne détectaient que les panneaux de limitation de vitesse ronds trouvés dans toute l'Europe (par exemple).

Les systèmes de deuxième génération peuvent également détecter les restrictions de dépassement. Il a été introduit en 2008 dans l' Opel Insignia , suivi plus tard par l' Opel Astra et la Saab 9-5 . Cette technologie est également disponible sur la Volkswagen Phaeton 2011 et, depuis 2012, dans les Volvo S80 , V70 , XC70, XC60 , S60 , V60 et V40 , en tant que technologie appelée Road Sign Information . Ils ne sont pas en mesure de reconnaître les panneaux de limitation de la ville, qui dans la plupart des pays européens sont associés aux limitations de vitesse, car ils sont trop similaires aux panneaux de direction.

De tels systèmes devraient être obligatoires sur les voitures neuves vendues dans l'UE à partir de mai 2022.

Mise en œuvre

Comment fonctionne un système de reconnaissance de panneaux de signalisation ?

Les panneaux de signalisation peuvent être analysés à l'aide de caméras orientées vers l'avant dans de nombreuses voitures, véhicules et camions modernes. L'un des cas d'utilisation de base d'un système de reconnaissance des panneaux de signalisation concerne les limitations de vitesse. La plupart des données GPS fourniraient des informations sur la vitesse, mais des panneaux de signalisation de limitation de vitesse supplémentaires peuvent également être utilisés pour extraire des informations et les afficher dans le tableau de bord de la voiture pour alerter le conducteur du panneau routier. Il s'agit d'une fonction avancée d'assistance à la conduite disponible dans la plupart des voitures haut de gamme, principalement dans les véhicules européens.

Un exemple d'algorithme pour la détection des panneaux de signalisation

Des systèmes modernes de reconnaissance des panneaux de signalisation sont en cours de développement à l'aide de réseaux de neurones convolutifs, principalement motivés par les exigences des véhicules autonomes et des voitures autonomes . Dans ces scénarios, le système de détection doit identifier une variété de panneaux de signalisation et pas seulement les limites de vitesse. C'est là que la Convention de Vienne sur la signalisation routière vient en aide. Un réseau de neurones convolutifs peut être formé pour intégrer ces panneaux de signalisation prédéfinis et « apprendre » à l'aide de techniques d' apprentissage en profondeur .

Le réseau neuronal utilise à son tour le traitement d'images et la vision par ordinateur pour former le réseau avec ses résultats potentiels. Le réseau neuronal entraîné peut ensuite être utilisé en temps réel pour détecter de nouveaux panneaux de signalisation en temps réel. Les entreprises de voitures autonomes, notamment Waymo et Uber, génèrent et sous-traitent des ensembles de données de panneaux de signalisation ainsi que des entreprises de cartographie et de navigation comme Tom Tom . Les techniques avancées de vision par ordinateur et de réseau neuronal rendent cet objectif très efficace et réalisable en temps réel.

Un exemple de mise en œuvre des étapes de prétraitement d'image dans un algorithme de détection de panneaux de signalisation

Il existe divers algorithmes pour la reconnaissance des panneaux de signalisation. Les plus courantes sont celles basées sur la forme du panneau de signalisation. Les formes typiques de panneaux d'affichage comme les hexagones, les cercles et les rectangles définissent différents types de panneaux, qui peuvent être utilisés pour la classification. D'autres algorithmes majeurs pour la reconnaissance de caractères incluent des fonctionnalités de type Haar , le code Freeman Chain , la détection AdaBoost et les méthodes de réseaux de neurones d' apprentissage en profondeur . Des fonctionnalités de type Haar peuvent être utilisées pour créer des classificateurs en cascade qui peuvent ensuite aider à détecter les caractères du panneau d'affichage.

L'apprentissage en profondeur peut être intégré à la détection des panneaux de signalisation. L'approximation polygonale des courbes numériques à l'aide de l' algorithme Ramer-Douglas-Peucker peut être utilisée pour détecter la forme des panneaux de signalisation et des méthodes telles que Support Vector Machines et Byte-MCT avec un classificateur AdaBoost ont été utilisées dans l'une des méthodes de détection des panneaux de signalisation.

Usage

Les informations peuvent être pertinentes pour être utilisées dans l'assistance intelligente à la vitesse .

Constructeurs automobiles et véhicules

Certaines voitures avec un tel système sont fabriquées par Audi , BMW , Citroën , Ford , Honda , Infiniti , Jaguar , JEEP , Land Rover , Lexus , Mercedes , Nissan , Opel , Peugeot , Porsche , Renault , Toyota , Volkswagen et Volvo .

Par exemple:

Voir également

Les références