Другое: Разработка программного продукта для распознавания дорожных знаков ограничения максимальной скорости

Работа представлена в формате Word.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение 3
1. Аналитический раздел 4
1.1. Постановка задачи 4
1.2. Обнаружение объектов на изображении 4
1.2.1. Выделение ключевых объектов на основе информации о цвете 4
1.2.2. Выделение ключевых объектов на основе информации о форме 6
1.2.3. Выделение ключевых объектов на основе интегральных характеристик 18
1.3. Распознавание образов 20
1.3.1. Контурный анализ 20
1.3.2. Сравнение опорных точек 22
1.3.3. Нейронные сети 26
2. Конструкторский раздел 28
2.1. Методика обнаружения и распознавания дорожных знаков 28
2.2. Структура системы 28
2.3. Обнаружение дорожных знаков 29
2.3.1. Фильтрация входного изображения по цвету 29
2.3.2. Применение фильтра Гаусса для подавления шумов 30
2.3.3. Выделение границ детектором Канни 31
2.3.4. Проверка близости найденных контуров к эллипсу 32
2.4. Распознавание дорожных знаков 34
2.4.1. Подготовка области изображения к распознаванию 34
2.4.2. Выбор порога методом Оцу 38
2.4.3. Структура используемой нейронной сети 38
2.4.4. Обучение персептрона методом обратного распространения ошибки 40
2.4.5. Создание обучающей выборки 43
2.4.6. Распознавание изображений цифр с помощью персептрона 43
2.5. Предупреждение водителя 44
3. Технологический раздел 45
3.1. Требования к вычислительной системе 45
3.2. Выбор среды разработки и языка программирования 45
3.3. Использованные технологии 46
3.4. Описание пользовательского интерфейса 46
4. Исследовательский раздел 49
Исследование зависимости скорости обработки кадра от его размеров 49
5. Организационно-экономический раздел 51
5.1. Организация и планирование процесса разработки 51
5.2. Расчет трудоемкости выполнения работ 52
5.3. Расчет количества исполнителей 57
5.4. Календарный план-график разработки ПП 58
5.5. Расчёт стоимости программного продукта 59
5.6. Расчет экономической эффективности 61
Выводы 63
6. Промышленная экология и безопасность 64
6.1. Анализ вредных и опасных факторов 64
6.1.1. Освещенность 64
6.1.2. Электрические и магнитные поля 65
6.1.3. Электробезопасность 67
6.1.4. Опасность возникновения пожара 68
6.1.5. Шум 68
6.1.6. Вибрация 69
6.1.7. Травматизм 70
6.1.8. Микроклимат 71
6.2. Расчет системы пожарной сигнализации 72
Заключение 76
Список использованных источников 77

Введение.
На дорогах России ежегодно происходит большое количество дорожно-транспортных происшествий. Только за 2010 год было зафиксировано 199431 ДТП[1]. Большая часть из них (169437 происшествий) произошла по причине нарушения водителями правил дорожного движения.
Одним из видов нарушений водителями ПДД является несоблюдение требований дорожных знаков. Причиной этому может быть как осознанное пренебрежение водителем этих требований, так и случайность, когда водитель, по той или иной причине, не замечает какой-либо знак.
Несоблюдение требований дорожных знаков зачастую подвергает участников дорожного движения большому риску. Ярким примером могут служить знаки, ограничивающие скорость передвижения транспортных средств на опасных участках дороги, или знаки, запрещающие въезд на дорогу с односторонним встречным движением. Вследствие этого необходимо свести к минимуму нарушения водителями требований подобных знаков. Уменьшить вероятность таких нарушений возможно, если обращать внимание водителя на знаки, которые встречаются ему на пути.
Для решения этой задачи возможно создание аппаратно-программного комплекса, установленного в автомобиле, который бы распознавал дорожные знаки и предупреждал о них водителя. Такой комплекс поможет водителю не пропустить важный дорожный знак, что должно положительно сказаться на безопасности дорожного движения в целом.
Одной из важнейших частей такого комплекса, безусловно, является программа, в задачу которой, собственно, и входит распознавание дорожных знаков и предупреждение водителя о них.

Аналитический раздел.
Постановка задачи.
Целью данной работы является разработка программного продукта, осуществляющего распознавание дорожных знаков ограничения максимальной скорости на основе анализа видеоизображения от видеорегистратора и предупреждающего о них водителя. Для достижения данной цели, необходимо решить следующие основные задачи:
- Анализ и выбор алгоритмов обнаружения и классификации дорожных знаков;
- Разработка программного продукта для распознавания дорожных знаков и предупреждения о них водителя;

Входные данные:
Цветное видеоизображение размером 640x480 пикселей, полученное с камеры видеорегистратора, установленного в салоне автомобиля, содержащее вид через лобовое стекло автомобиля.

Выходные данные:
Изображение распознанного знака и звуковое предупреждение о нём.

Требования, предъявляемые к программному продукту:
- Возможность распознавания дорожных знаков ограничения максимальной скорости от 10 до 90 км/ч при скорости движения автомобиля до 90 км/ч;
- Визуальное и звуковое предупреждение водителя о распознанных дорожных знаках.