ВКР (1229297)

Файл №1229297 ВКР (Программно-аппаратный комплекс для распознавания пешеходов в сфере геомаркетинга)ВКР (1229297)2020-10-06СтудИзба
Просмтор этого файла доступен только зарегистрированным пользователям. Но у нас супер быстрая регистрация: достаточно только электронной почты!

Текст из файла

Министерство транспорта Российской Федерации

Федеральное агентство железнодорожного транспорта

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение

высшего образования

«Дальневосточный государственный университет путей сообщения»

Кафедра «Вычислительная техника и компьютерная графика»

К ЗАЩИТЕ ДОПУСТИТЬ

Заведующий кафедрой

______Ю.В. Пономарчук

«_____»___________2016

Программно-аппаратный комплекс для распознавания пешеходов в сфере геомаркетинга

Выпускная квалификационная работа

ВКР 09.03.01.ИВТ.14.00.943 – ПЗ

Студент 943 гр.___________________________Е.И. Соболев

Руководитель

к.ф.-м.н., доцент__________________________Ю.В. Пономарчук

Консультант

по основной части ВКР

преподаватель ___________________________ В.В. Суриц

Консультант

по иностранному языку

ст. преподаватель ________________________ Е.Л. Рябкова

Нормоконтролер

к.т.н., доцент____________________________ Е.В. Буняева

Хабаровск 2016

СОДЕРЖАНИЕ



Введение 4

1 Обзор предметной области и технологий для решения задачи 6

1.1 Применение информационных технологий в задачах геомаркетинга 6

1.1.1 Географические информационные системы 9

1.2 Методы интеллектуального анализа данных 11

1.3 Методы машинного обучения 13

1.4 Обзор систем распознавания пешеходов 16

1.4.1 Синезис 16

1.4.2 Интеллектуальные cистемы безопасности (ISS) 18

2 Проектирование программно-аппаратного комплекса 20

2.1 Схема аппаратного модуля 20

2.2 Анализ протоколов передачи данных 22

2.2.1 Стандарт IEEE 802.11 25

2.3 Анализ алгоритмов кодирования видеопотока 27

2.4 Проектирование программного модуля 30

2.4.1 Схема обработки видеопотока 30

2.4.2 Алгоритмы распознавания пешеходов в видеопотоке 32

2.2.1 Признаки Хаара 32

2.4.3 Наборы данных для обучения системы распознавания пешеходов …………………………………………………………………………….39

2.4.4 Сравнительный анализ эффективности алгоритмов распознавания пешеходов 39

2.5 Библиотека функций компьютерного зрения OpenCV 41

3 Реализация программно-аппаратного комплекса 44

3.1 Реализация аппаратного комплекса 44

3.2 Реализация программного модуля 48

3.2.1 Среда разработки и установка библиотеки компьютерного зрения OpenCV 48

3.2.2 Реализация алгоритма распознавания пешеходов 51

3.2.3 Обучение детектора Хаара 56

3.3 Портирование программного модуля на микрокомпьютер 58

3.4 Технико-экономическое обоснование 60

Заключение 63

Список использованных источников 65

Приложение А Функции детекторов 70

Приложение Б Программа записи видео 72

Приложение В Перевод первой главы 74

Приложение Г Пример результата обучения классификатора Хаара 88



ВВЕДЕНИЕ

С развитием рыночных отношений большое влияние на сохранение развитие бизнеса оказывает конкуренция, которая ведет к тому, что для сохранения и развития бизнеса руководителям компаний необходимо принимать оптимальные решения в короткий срок, при этом минимизируя затраты на поиск этих решений. Одним из инструментов такого поиска являются геомаркетинговые исследования. Геомаркетинг представляет собой новое направление маркетинговых исследований, возникшее благодаря широкому распространению географических информационных систем (ГИС) и пространственных данных, используемых для маркетингового анализа территорий. Основной проблемой в возникающей при проведении геомаркетинговых исследований в настоящее время является сложность получения статистической информации при определении плотности пешеходного и автомобильного потока в отдельных районах городов. Устранить эту проблему поможет внедрение интеллектуальной системы видеонаблюдения, производящей автоматическую предварительную подготовку и передачу данных на сервер ГИС. Для разработки такой системы в настоящее время существуют все необходимые технологии - компактные энергоэффективные цифровые видеокамеры, мощные одноплатные компьютеры, позволяющие обрабатывать видеоизображение «на лету», высокопроизводительные алгоритмы распознавания изображений, технологии высокоскоростной беспроводной передачи данных и т.д.

Целью выполнения ВКР является разработка и реализация программно-аппаратного комплекса распознавания пешеходов в сфере геомаркентинга. Аппаратный модуль, включающий видеокамеру, должен обеспечивать фиксацию видеопотока, который затем будет обработан в реальном времени с целью выделения объектов (пешеходов), подсчета их количества и направления их движения для ООО «ИТЦ Компьютер». На основе полученных данных можно провести геомаркетинговый анализ привлекательности того или иного местоположения. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

– выполнить обзор предметной области и возможностей геоинформационных систем;

– выполнить обзор основных алгоритмов в распознавание пешеходов;

– разработать и реализовать проект аппаратного модуля и выбрать протокол радиопередачи и кодирования видеопотока;

–разработать и реализовать проект программного модуля;

– портировать проект на микрокомпьютер Raspberry Pi 2.

1 ОБЗОР ПРЕДМЕТНОЙ ОБЛАСТИ И ТЕХНОЛОГИЙ ДЛЯ РЕШЕНИЯ ЗАДАЧИ

    1. Применение информационных технологий в задачах геомаркетинга

В настоящее время специалисты рынка продаж и аренды объектов недвижимости для коммерческих целей нередко оценивают стоимость того или иного объекта, учитывая пропускную способность улиц, плотность населения района и т.п. На основе данных о количестве людей, проходящих в единицу времени мимо анализируемого объекта, можно оценить убытки или доход от вложенных ресурсов времени, капитала, труда. С целью сбора статистических данных для дальнейших исследований преимуществ расположения рекламных объектов или организации в заданном районе города необходимо задействовать как внутренние, так и внешние ресурсы компании. Очевидно, что организация и проведение качественного анализа является дорогостоящим процессом. Следует учесть, что данные, на основе которых проводится подобное исследование, содержат случайные искажения и быстро устаревают. В настоящее время изучение влияния местоположения объекта недвижимости и характеристик его окружения на изменение привлекательности с точки зрения дальнейшего коммерческого развития является предметом маркетинговых исследований, которое получило название геомаркетинга. При этом следует отметить широкое использование возможностей географических информационных систем (ГИС). Основные рассматриваемые в геомаркетинге проблемы включают исследования, посвященные выбору местоположения новых точек продаж и оптимизации сбыта в сети торговых точек.

Для решения поставленных задач, как правило, необходимо проанализировать покупательскую способность и плотность населения, транспортную доступность и т. д. Также необходимо учитывать такие географические факторы, как:

– неоднородность спроса;

– неоднородность предложения в пространстве;

– несогласованность спроса и предложения;

– стоимость пространства, которое использует экономическая деятельность [1].

Геомаркетинг представляет интерес, прежде всего, для владельцев и арендаторов торговых точек, прибыль которых зависит от местоположения. Чаще всего рассматриваются такие объекты, как продуктовые магазины, аптеки, газетные киоски и т. п. Статические данные о посещаемости отдельных объектов могут быть использованы для анализа пропускной способности улиц и проезжих трасс, что поможет более эффективно организовать движение транспорта и пешеходов на дорогах города.

В настоящее время данное направление применяется в различных сферах:

– анализ рисков;

– месторасположение клиентов;

– анализ месторасположения и планирование;

– маркетинг;

– реклама и медиапланирование;

– территориальное планирование;

– экспертиза недвижимости;

– организация филиальной сети;

– социально-демографический анализ;

– управление;

– директ-маркетинг;

– анализ рынка.

Основные объекты геомаркентингового анализа на рисунке 1.1.

Рисунок 1.1 – Объекты геомаркентингового анализа

Геомаркентинговый анализ на данный момент проводится с помощью географических информационных систем в режиме оффлайн, без использования оперативной информации, получаемой и обрабатываемой в реальном времени. Однако современные ГИС имеют возможности отображения статистических данных, поступающих с удаленных устройств. Поэтому задачей разработки программно-аппаратных комплексов в данной области является также обработка собранной информации таким образом, чтобы ее можно было визуализировать в подобных системах. На данный момент ГИС не могут быть решением для задач геомаркетинга в полном объеме (рисунок 1.2).

Рисунок 1.2 – Задачи геомаркетинга

Для решения задач геомаркентинговых исследований требуется большое количество данных разного типа и формата, которые должны быть проанализированы методами интеллектуального анализа данных [2].

В ходе предварительной проработки проекта полных аналогов предлагаемого программно-аппаратного комплекса не найдено. Косвенными аналогами программного модуля (на уровне сервера) можно считать такие ГИС, как MapInfo Professional и ArcGIS Spatial Analyst.

1.1.1 Географические информационные системы

MapInfo Professional – географическая информационная система, предназначенная для сбора, хранения, отображения, редактирования и анализа пространственных данных. Локализованная версия производится в России [43].

Основной функционал включает следующие возможности:

– поддержка распространённых форматов данных, включая офисные форматы, форматы реляционных и пространственных баз данных, форматы графических данных;

– использование изображений практически любых форматов;

– доступ к гибридным картам и снимкам Microsoft Bing;

– инструментарий для создания и редактирования графических и табличных данных;

– мастер создания карт;

– мастер публикации данных с возможностью настройки совместного доступа.

Рисунок 1.3 – Объекты геомаркентингового анализа

ArcGIS Spatial Analyst предоставляет широкий набор инструментов пространственного моделирования и анализа, а также позволяет выполнять совместный анализ векторной и растровой графической информации [44]. Модуль позволяет добавить специфические функции к геоинформационным программным продуктам компании ESRI: ArcView 8.1, ArcEditor и ArcInfo, объединяя основные функции модулей ArcView Spatial Analyst и ARC GRID системы ArcInfo для рабочих станций. При помощи ArcGIS Spatial Analyst можно выполнять, например, следующие операции:

– получение новых данных путем вычислений;

– определение пространственных взаимосвязей;

– поиск подходящих местоположений, удовлетворяющих заданным условиям;

– вычисление стоимости перемещения.

Главным недостатком представленных аналогов является отсутствие возможности прямого подключения к устройствам автоматического сбора и обработки статистической информации или видеопотоков. ArcGIS Spatial Analyst и MapInfo Professional не являются кроссплатформенными приложениями. В процессе использования сообществом они были расширены за счет значительного количества модулей, что привело к увеличению стоимости. ГИС могут применяться в качестве средства визуализации данных, собранных в реальном времени. Следовательно, главной задачей является разработка программно-аппаратного комплекса для сбора и обработки информации, а также отображения результатов в ГИС. Применение более узкоспециализированной системы позволит значительно снизить стоимость предлагаемых услуг.

Автором проведена предварительный анализ проекта, определены основные технологии которые будут использоваться для его реализации и намечен план дальнейших работ. Схема сбора и обработки данных подобной системы представлен на рисунке 1.4.

Характеристики

Тип файла документ

Документы такого типа открываются такими программами, как Microsoft Office Word на компьютерах Windows, Apple Pages на компьютерах Mac, Open Office - бесплатная альтернатива на различных платформах, в том числе Linux. Наиболее простым и современным решением будут Google документы, так как открываются онлайн без скачивания прямо в браузере на любой платформе. Существуют российские качественные аналоги, например от Яндекса.

Будьте внимательны на мобильных устройствах, так как там используются упрощённый функционал даже в официальном приложении от Microsoft, поэтому для просмотра скачивайте PDF-версию. А если нужно редактировать файл, то используйте оригинальный файл.

Файлы такого типа обычно разбиты на страницы, а текст может быть форматированным (жирный, курсив, выбор шрифта, таблицы и т.п.), а также в него можно добавлять изображения. Формат идеально подходит для рефератов, докладов и РПЗ курсовых проектов, которые необходимо распечатать. Кстати перед печатью также сохраняйте файл в PDF, так как принтер может начудить со шрифтами.

Список файлов ВКР

Свежие статьи
Популярно сейчас
Зачем заказывать выполнение своего задания, если оно уже было выполнено много много раз? Его можно просто купить или даже скачать бесплатно на СтудИзбе. Найдите нужный учебный материал у нас!
Ответы на популярные вопросы
Да! Наши авторы собирают и выкладывают те работы, которые сдаются в Вашем учебном заведении ежегодно и уже проверены преподавателями.
Да! У нас любой человек может выложить любую учебную работу и зарабатывать на её продажах! Но каждый учебный материал публикуется только после тщательной проверки администрацией.
Вернём деньги! А если быть более точными, то автору даётся немного времени на исправление, а если не исправит или выйдет время, то вернём деньги в полном объёме!
Да! На равне с готовыми студенческими работами у нас продаются услуги. Цены на услуги видны сразу, то есть Вам нужно только указать параметры и сразу можно оплачивать.
Отзывы студентов
Ставлю 10/10
Все нравится, очень удобный сайт, помогает в учебе. Кроме этого, можно заработать самому, выставляя готовые учебные материалы на продажу здесь. Рейтинги и отзывы на преподавателей очень помогают сориентироваться в начале нового семестра. Спасибо за такую функцию. Ставлю максимальную оценку.
Лучшая платформа для успешной сдачи сессии
Познакомился со СтудИзбой благодаря своему другу, очень нравится интерфейс, количество доступных файлов, цена, в общем, все прекрасно. Даже сам продаю какие-то свои работы.
Студизба ван лав ❤
Очень офигенный сайт для студентов. Много полезных учебных материалов. Пользуюсь студизбой с октября 2021 года. Серьёзных нареканий нет. Хотелось бы, что бы ввели подписочную модель и сделали материалы дешевле 300 рублей в рамках подписки бесплатными.
Отличный сайт
Лично меня всё устраивает - и покупка, и продажа; и цены, и возможность предпросмотра куска файла, и обилие бесплатных файлов (в подборках по авторам, читай, ВУЗам и факультетам). Есть определённые баги, но всё решаемо, да и администраторы реагируют в течение суток.
Маленький отзыв о большом помощнике!
Студизба спасает в те моменты, когда сроки горят, а работ накопилось достаточно. Довольно удобный сайт с простой навигацией и огромным количеством материалов.
Студ. Изба как крупнейший сборник работ для студентов
Тут дофига бывает всего полезного. Печально, что бывают предметы по которым даже одного бесплатного решения нет, но это скорее вопрос к студентам. В остальном всё здорово.
Спасательный островок
Если уже не успеваешь разобраться или застрял на каком-то задание поможет тебе быстро и недорого решить твою проблему.
Всё и так отлично
Всё очень удобно. Особенно круто, что есть система бонусов и можно выводить остатки денег. Очень много качественных бесплатных файлов.
Отзыв о системе "Студизба"
Отличная платформа для распространения работ, востребованных студентами. Хорошо налаженная и качественная работа сайта, огромная база заданий и аудитория.
Отличный помощник
Отличный сайт с кучей полезных файлов, позволяющий найти много методичек / учебников / отзывов о вузах и преподователях.
Отлично помогает студентам в любой момент для решения трудных и незамедлительных задач
Хотелось бы больше конкретной информации о преподавателях. А так в принципе хороший сайт, всегда им пользуюсь и ни разу не было желания прекратить. Хороший сайт для помощи студентам, удобный и приятный интерфейс. Из недостатков можно выделить только отсутствия небольшого количества файлов.
Спасибо за шикарный сайт
Великолепный сайт на котором студент за не большие деньги может найти помощь с дз, проектами курсовыми, лабораторными, а также узнать отзывы на преподавателей и бесплатно скачать пособия.
Популярные преподаватели
Добавляйте материалы
и зарабатывайте!
Продажи идут автоматически
6525
Авторов
на СтудИзбе
301
Средний доход
с одного платного файла
Обучение Подробнее