Алгоритм обработки и преобразования кластерных радарных данных в объектовые данные с использованием математических и статистических методов
- Авторы: Кузин А.Д.1,2,3, Дебелов В.В.1,2, Ендачёв Д.В.1,2
-
Учреждения:
- Московский политехнический университет
- Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»
- Московский финансово-юридический университет
- Выпуск: Том 19, № 2 (2025)
- Страницы: 5-22
- Раздел: Роботы, мехатроника и робототехнические системы
- URL: https://journals.rcsi.science/2074-0530/article/view/356869
- DOI: https://doi.org/10.17816/2074-0530-634761
- EDN: https://elibrary.ru/RDDIXB
- ID: 356869
Цитировать
Полный текст
Аннотация
Обоснование. В современных автономных транспортных системах, таких как беспилотные автомобили, важную роль играют радары, обеспечивающие обнаружение и классификацию объектов в окружающей среде. Однако данные с радаров часто содержат шумы и ошибки, что снижает точность детекции. Для повышения эффективности работы автономных систем требуется разработка алгоритмов, способных фильтровать и преобразовывать кластерные радарные данные в объектные данные, что позволит улучшить интерпретацию дорожной ситуации.
Цель — разработка алгоритма обработки данных радара, который обеспечит высокое качество результатов за счёт минимизации количества ошибок в детекции по сравнению с существующими подходами.
Методы. В работе проведён анализ данных, полученных с автомобильного радара ARS 408 производства компании Continental Engineering Services, работающего на частоте 77 ГГц. Разработанный алгоритм включал этапы фильтрации по RCS, кластеризации и аппроксимации движения объектов. Для оценки эффективности алгоритма использовались метрики Precision, Recall и F1-score, а также анализ перекрытия IoU. Исследование проводилось на основе экспериментальных данных, собранных в условиях реального дорожного движения.
Результаты. Разработан алгоритм, позволяющий снизить ошибки обнаружения объектов. Оценка ошибок первого и второго рода показала, что предложенный метод обеспечивает более надёжное принятие решений автономными системами в различных дорожных условиях.
Заключение. Результаты позволяют сделать вывод о том, что разработанный алгоритм обработки радарных данных может быть успешно применён в системах автономного управления транспортными средствами, обеспечивая улучшение качества данных независимо от производителя радара. Практическая значимость заключается в возможности адаптации алгоритма к различным типам радаров, что делает его универсальным инструментом для повышения безопасности и эффективности автономных транспортных систем.
Полный текст
Открыть статью на сайте журналаОб авторах
Антон Дмитриевич Кузин
Московский политехнический университет; Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»; Московский финансово-юридический университет
Автор, ответственный за переписку.
Email: anton.kuzin@nami.ru
ORCID iD: 0009-0005-3342-8526
SPIN-код: 6493-7201
инженер Центра электронных устройств
Россия, Москва; Москва; МоскваВладимир Валентинович Дебелов
Московский политехнический университет; Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»
Email: vladimir.debelov@nami.ru
ORCID iD: 0000-0001-6050-0419
SPIN-код: 8701-7410
начальник отдела технологии программного обеспечения центра программного обеспечения
Россия, Москва; МоскваДенис Владимирович Ендачёв
Московский политехнический университет; Центральный научно-исследовательский автомобильный и автомоторный институт «НАМИ»
Email: denis.endachev@nami.ru
ORCID iD: 0000-0003-3547-7928
SPIN-код: 6514-7752
исполнительный директор по информационным и интеллектуальным системам
Россия, Москва; МоскваСписок литературы
- Vertkova MS. Linear and Quadratic Approximations. Proceedings of the 63rd Student Scientific and Practical Conference of the Engineering Faculty of Samara State Agricultural Academy. 2018:244–248. (In Russ.) EDN: VMLGYK
- Debelov VV, Ivanov VV, Kozlovsky VN, et al. Modeling of an Electronic Speed Control System of a Passenger Car in Speed Maintenance and Limitation Modes. Electronics and Electrical Equipment of Transport. 2013;(6):2–7. (In Russ.) EDN: RTPZML
- Debelov VV, Endachev DV, Evgrafov VV, et al. Implementation Ways of Control Systems for Vehicle Motion Modes Based on Autonomous Driving Technology Development. Safety of Wheeled Vehicles under Operating Conditions. 2017. P. 504–512. (In Russ.) EDN: ZFNVAZ
- Debelov VV, Ivanov VV, Kozlovsky VN, et al. Electronic Speed Control System of a Vehicle in Speed Maintenance and Limitation Modes. Truck. 2013;(12):19–23. (In Russ.) EDN: RUINER
- Deev OI, Debelov VV, Endachev DV. Development of a Machine Vision System Using the Principle of Analysis of Changing Geometry and Spectrum of Incident Light. Intelligent Transport Systems. 2017. P. 239–256. (In Russ.) EDN: YUFRTB
- Endachyov DV, Bakhmutov SV, Evgrafov VV, et al. Electronic Systems of Intelligent Transport Vehicles. Mechanics of Machines, Mechanisms and Materials. 2020;(4):5–10. doi: 10.46864/1995-0470-2020-4-53-5-10 (In Russ.) EDN: IGEFKA
- Ershov KS, Romanova TN. Analysis and Classification of Clustering Algorithms. New Information Technologies in Automated Systems. 2016;(19):274–279. (In Russ.) EDN: VTZOPF
- Kozlovsky VN, Debelov VV, Deev OI, et al. Prospective Diagnostic Systems for Autonomous Transport Object Control. Truck. 2017;(6):21–28. (In Russ.) EDN: ZQPXKZ
- Kuznetsov DYu, Troshina TL. Cluster Analysis and Its Application. Yaroslavl Pedagogical Bulletin. 2006;(4):103–107. (In Russ.) EDN: HWDSNJ
- Kuznetsova AA. Statistical Precision-Recall Curves for Object Detection Quality Analysis. Applied Informatics. 2020;15(6):42–57. doi: 10.37791/2687-0649-2020-15-6-42-57 (In Russ.) EDN: VEPVNN
- Saikin AM, Endachyov DV, Evgrafov VV, et al. Fundamentals of Evaluation Criteria for Unmanned Vehicles. Proceedings of NAMI. 2017;(2):48–54. (In Russ.) EDN: ZCSPAJ
- Standardized Interface ARS Technical Documentation [Electronic resource] // GitHub. 2017. URL: https://github.com/lf2653/myrepository/blob/master/documentation/Short-Description_2017_07_09-06_ARS404-21%2BARS408-21_en_V1.06.pdf (accessed 28.07.2024). (In Russ.)
- Chadnov RV, Skvortsov AV, Mirza NS. Review of Algorithms for Constructing Convex Hulls on the Plane. Bulletin of Tomsk State University. 2004(S9-2):116–121. (In Russ.) EDN: ZJFGSB
- Benigno P, Woodford M. Linear-Quadratic Approximation of Optimal Policy Problems. Journal of Economic Theory. 2012;147(1):1–42. doi: 10.3386/w12672
- Deev OI, Debelov VV, Endachev DV, et al. Technological Vision Systems Using Principle of Analysis of Changing Geometry and Spectrum of the Light. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science. 2021;666(3):032075. doi: 10.1088/1755-1315/666/3/032075 EDN: MPQTJH
Дополнительные файлы















