Phát triển hệ thống phát hiện và cảnh báo tắc đường trong ngõ nhỏ cho xe ô tô sử dụng máy tính nhúng Raspberry Pi 4

Bài viết này đề xuất một giải pháp áp dụng công nghệ xử lý ảnh và phương pháp máy học trên máy tính nhúng Raspberry Pi 4 để xác định xe ô tô để đưa ra tín hiệu cảnh báo về tình trạng tắc đường. Một số kết quả thử nghiệm trong ngõ tại Thành phố Hồ Chí Minh cũng được trình bày chi tiết
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Phát triển hệ thống phát hiện và cảnh báo tắc đường trong ngõ nhỏ cho xe ô tô sử dụng máy tính nhúng Raspberry Pi 4 Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) Phát triển hệ thống phát hiện và cảnh báo tắc đường trong ngõ nhỏ cho xe ô tô sử dụng máy tính nhúng Raspberry Pi 4 Võ Quang Sơn1, Võ Thiện Lĩnh2, Hồ Thành Trung1, Nguyễn Trung Thị Hoa Trang3, Vũ Ngọc Quý1, và Đào Thanh Toản1,4* 1 Khoa Điện-Điện tử, Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội, Việt Nam 2 Phân Hiệu tại Thành phố Hồ Chí Minh, Trường Đại học Giao thông vận tải, 450 Lê Văn Việt, Tăng Nhơn Phú A, Quận 9, TP. Hồ Chí Minh, Việt Nam 3 Khoa Điện - Điện tử, Trường Cao đẳng nghề Công nghệ cao Hà Nội, Phường Nhuệ Giang, Tây Mỗ, Nam Từ Liêm - Hà Nội 4 Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Việt Nhật, Trường Đại học Giao thông vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội *Email: quangsonktdt@utc.edu.vn ; vothien22@gmail.com; hothanhtrungktdt@gmail.com ; trangnth@hht.edu.vn; quygtvt2014@utc.edu.vn; daotoan@utc.edu.vn. Abstract— Đặc thù của mạng lưới giao thông tại các đô thị - Loại lắp đặt trong lòng đường bao gồm: vòng lớn ở Việt Nam là có rất nhiều ngõ nhỏ, hẹp, mật độ lưu từ; từ kế; thông nhiều, dòng giao thông hỗn hợp, thường xuyên xảy ra ách tắc do ô tô đi vào ngõ. Đặc biệt trong các ngõ có bề - Loại lắp đặt phía trên bao gồm: xử lý ảnh từ hệ rộng từ 2 đến 5 m rất dễ xảy ra tắc nghẽn khi có 2 xe ô tô thống camera quan sát; rada viba, cảm biến siêu âm, cảm đi đối đầu nhau. Vì vậy, việc ứng dụng giao thông thông biến hồng ngoại và rada lazer. minh trong tổ chức điều khiển giao thông tại các ngõ nhỏ Hệ thống phát hiện phương tiện giao thông đề cập ở nhằm tránh ùn tắc giao thông là thật sự cần thiết. Bài báo đây tập trung vào hướng nghiên cứu xử lý ảnh từ hệ này đề xuất một giải pháp áp dụng công nghệ xử lý ảnh và phương pháp máy học trên máy tính nhúng Raspberry Pi thống camera quan sát. Hệ thống bao gồm ba thành phần 4 để xác định xe ô tô để đưa ra tín hiệu cảnh báo về tình là Kit Raspberry Pi 4, Camera IP và đèn tín hiệu giao trạng tắc đường. Một số kết quả thử nghiệm trong ngõ tại thông để cảnh báo. Hệ thống sẽ điều khiển đèn xanh, đèn Thành phố Hồ Chí Minh cũng được trình bày chi tiết. đỏ để cảnh báo đến các ô tô muốn đi vào ngõ. Khi có xe đi vào từ bên đầu A của ngõ thì bên đầu B của ngõ sẽ có Keywords- Raspberry Pi 4; nhận dạng ảnh xe hơi, mạng tín hiệu đèn đỏ để cảnh báo xe bên ngõ B không được nơ-ron tích chập; Deep learning. vào. Đồng thời sẽ có tín hiệu đèn xanh bên ngõ A để thông báo xe bên ngõ A được vào. Nghĩa là, ta có thể I. GIỚI THIỆU cho phép hai hay nhiều xe ô tô lưu thông cùng chiều Hiện nay, hàng loạt tuyến đường huyết mạch, các trong ngõ cùng lúc, còn hai xe ngược chiều thì không ngõ nhỏ cũng như các nút giao thông trọng điểm tại các được phép lưu thông trong ngõ cùng lúc. Từ đó tránh thành phố lớn thường xuyên rơi vào tình trạng ùn ứ, tắc được tình trạng kẹt xe trong các ngõ nhỏ. Hệ thống nhỏ nghẽn giao thông dẫn đến chậm phát triển kinh tế - xã gọn, có thể di dời và lắp đặt thuận tiện. hội, ảnh hưởng đến môi trường. Một vài nguyên nhân Kích thước của xe thay đổi khác nhau ở độ cao lắp dẫn đến tình trạng kẹt xe như: ý thức chấp hành Luật đặt và góc quan sát của camera do đó việc giải quyết Giao thông của người điều khiển xe, phương tiện cá những vấn đề trên và áp dụng chúng một cách hiệu quả nhân tham gia giao thông tăng cao, lấn chiếm vỉa hè, lòng đường để kinh doanh,… và đặc biệt là tình trạng vào bài toán là điều cần thiết. Trong bài báo này, chúng kẹt xe trong các ngõ, ngách nhỏ khi 2 xe ô tô chạy vào tôi tập trung vào các vấn đề trên để đề xuất một giải pháp ngược chiều nhau xảy ra thường xuyên. Hiện tại việc xác khả thi, và chúng tôi áp dụng kết quả phát hiện xe để đưa định phương tiện giao thông bằng xử lý ảnh vẫn chưa ra tín hiệu cảnh báo. được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam do còn nhiều hạn chế II. GIỚI THIỆU MÔ HÌNH HỆ THỐNG trong môi trường hoạt động, các điều kiện khách quan bên ngoài và phải tuân thủ một số quy định đi kèm cụ Phần này mô tả cấu trúc chính của hệ thống phát hiện thể. Các thiết bị phát hiện phương tiện giao thông có thể xe. Đầu tiên, dữ liệu video về cảnh giao thông trong hẻm được chia thành 2 loại cơ bản sau: được nhập vào Kit Raspberry Pi 4 [1-2]. Sau đó, ảnh sẽ được tiền xử lý và chuẩn hóa cho phù hợp. Tiếp theo, ISBN: 978-604-80-5076-4 92 Hội nghị Quốc gia lần thứ 23 về Điện tử, Truyền thông và Công nghệ Thông tin (REV-ECIT2020) diện tích mặt đường được phân vùng giới hạn xử lý. hơn trong việc phát hiện đối tượng với tốc độ nhanh và Phương pháp phát hiện đối tượng sử dụng mạng độ chính xác cao. YOLOv3 để phát hiện đối tượng p ...