Šiesta dimenzia

22. 06. 2012

Vývoj na poli snímačov, procesorov a technológií napreduje míľovými krokmi. A trendsetterom je, samozrejme, automobilka Mercedes-Benz. Kódom premávky bez nehôd sa stáva 6D-Vision...

Ako sa dá reálne predísť nehodám? Musíte nazrieť do mozgu vodiča, aby ste pochopili dimenzie vnemov, musíte poznať mozog, aby ste pochopili princíp vyhodnocovania nebezpečenstva. Následne vyvinúť systém, ktorý reaguje oveľa rýchlejšie ako mozog. On je totiž na tomto svete najdokonalejším strojom. Na rozdiel od zvierat, ktoré sa riadia pudmi a reflexmi sa ľudia riadia úsudkom a dokážu vyhodnotiť viacero scenárov vývoja.

Šesť dimenzií

Čudné nie? Veď bežne poznáme iba tri respektíve štyri dimenzie, ak pridáme čas. Vývoj systému urýchlil aj vývoj trojrozmerného zobrazovania v kinách. Aj základom systému 6D-Vision je stereo kamera, ktorá určuje presnú polohu každého bodu v priestore. Pritom každý jeden bod je sledovaný prostredníctvom série záberov, získava údaje o meniacej sa pozícii objektu. Z údajov o zmene pozície dokáže systém následne vyrátať rýchlosť aj smer v priestore. Trojrozmerný obraz i možnosť merania trojrozmerného pohybu vzhľadom na pohyb auta je dôvodom označenia systému ako 6D-Vision. To je však iba základná úroveň systému. Ak automobil stojí, vyrátať smer a rýchlosť pohybu ostatných objektov je ľahké. V prípade pohybujúceho sa objektu, čiže auta, systém ráta relatívny pohyb voči automobilu. Ľudovo povedané, všetko je naopak. Pohybujúci sa automobil akoby stál a nepohyblivé prekážky sa pohybujú. Systém okamžite vyhodnocuje vzdialenosť i smer pohybu akejkoľvek prekážky v priestore a zároveň čase.

Trojrozmerné videnie

Stereo kamery fungujú rovnako ako vaše oči. Stačí, ak sa začnete dívať na jeden bod a začnete striedavo žmurkať ľavým a pravým okom. Odrazu sa začne objekt pohybovať sprava doprava. Miera pohybu sledovaného telesa bude menšia, ak sa od sledovaného objektu začnete vzďaľovať. Rozdiel vo vzdialenosti vo vašom pravom a ľavom oku sa označuje ako nesúrodosť a vďaka nej sa my ľudia vieme pohybovať, odhadovať vzdialenosť a napokon aj trojdimenzionálne vidieť. Limitom očnej nesúrodosti je však dĺžka desať až dvanásť metrov.

Mimoriadne dôležitým prvkom je aj riadiaci algoritmus, Vývojoví pracovníci firmy Daimler používajú metódu s označením Semi Global Matching. Ten dokáže stanoviť vzdialenosť či hĺbku každého bodu s vysokou presnosťou. V celosvetovom porovnaní patrí tento systém medzi najlepšie. Vývojoví pracovníci pracujú na zvýšení výkonu a zrýchlení výpočtov v každých poveternostných podmienkach aj v noci. Frekvencia snímania jednotlivých bodov je dvadsaťpäť záberov za sekundu. Znamená to, že systém dokáže spoľahlivo merať pohyb prekážok až do vzdialenosti päťdesiat metrov, čo je zhruba päťkrát väčšia vzdialenosť, než akú dokáže kontrolovať človek.

Optický tok bodov

Základným kameňom fungovania celého systému je vnímanie pohybu v čase. Vlastne to bol v rámci vývoja najtvrdší oriešok. Systém si pomáha takzvaným obrazom optického toku bodov, pričom je prekonaná vzdialenosť definovaná farbami. Čím je farba teplejšia, tým je trajektória predmetu dlhšia. Problém grafického zobrazenia optického toku vyriešili vývojoví pracovníci už v roku 2004 ako prví na celom svete, dovtedy bolo zobrazovanie optického toku obmedzené na minimálny pohyb. Rozpoznávanie nebezpečenstva kolízie sa deje v prípade systému 6D-Vision odlišným spôsobom, ako je to v prípade iných stereokamier. Pre odstránenie chýb sa systém nesnaží nasnímať, identifikovať objekt a následne sledovať jeho trajektóriu. Systém Daimleru funguje na základe vyratúvania trajektórie všetkých bodov, identifikácia nie je podstatná. Body sa rozdeľujú na žlté, ktoré naznačujú blízkosť, alebo neodvratnosť kolízie, červené vyznačujú vysoké riziko kolízie a zelené body zobrazujú bezpečne pohybujúce sa objekty.

Bez nehôd

Najzraniteľnejšími účastníkmi cestnej premávky sú chodci a cyklisti. V rámci počtu usmrtených obetí tvoria takmer polovicu. Pritom ak by sa vodič v správnom čase díval správnym smerom, ku kolízii nemuselo dôjsť. Dôvod, prečo sa vodiči nedívajú správnym smerom, je jednoduchý. Ľudské oči dokážu zaostrovať v kuželi s uhlom dva stupne v smere pohľadu. To, čo je mimo tohto zorného poľa, je väčšinou neostré. Preto sa pri šoférovaní často dívame doľava a doprava. Počítačovou terminológiou, skenujeme okolie. Činíme tak dvakrát za sekundu, čo limituje náš reakčný čas. Systém 6D-Vision potrebuje na detekovanie nebezpečenstva iba 0,2 sekundy vďaka skenovaniu kompletného priestoru pred vozidlom. Umožňuje to zvýšenie možnosti systémov aktívnej bezpečnosti. Miesto núdzového brzdenia tak možno uskutočniť vyhýbací manéver, pričom systém automaticky kontroluje priestor aj na tento úkon. Auto sa bude vyhýbať iba v prípade, že môže, inak aktivuje brzdový systém. Systém dokáže identifikovať aj možnú prekážku, hoci to pre jeho správnu funkciu nie je dôležité.

Text: Majo Bóna
Foto: DAIMLER AG
Video: DAIMLER AG

Tagy:

bezpecnost

Komentáre: