دوربین 360 درجه چگونه کار می‌کند؟

ماشین‌های مدرن همه ویژگی‌ها را دارا هستند. دوربین 360 درجه یکی از این ویژگی‌های با تکنولوژی بالا و راحتی محور است که در روزهای اخیر راه خود را به سمت خودروهای مقرون به صرفه‌تر باز کرده است. در این مقاله در مورد این دوربین‌های 360 درجه صحبت خواهیم کرد.

دوربین خودرو با دید 360 درجه چیست؟

دوربین خودرو با دید 360 درجه که به آن دوربین دید پرنده یا سیستم دوربین دید فراگیر نیز گفته می‌شود، مجموعه‌ای از دستگاه‌هایی است که با هم کار می‌کنند تا دیدی بی‌درنگ از محیط اطراف خودرو در اختیار راننده قرار دهند. این نما مستقیماً روی سخت افزار داشبورد، معمولاً سیستم اطلاعات نمایش داده می‌شود .

نرم افزار سیستم دوربین، دید فراگیر خودرو و محیط اطراف آن را به گونه‌ای نمایش می‌دهد که به نظر می‌رسد خودرو توسط یک پهپاد مستقیماً از بالا فیلمبرداری می‌شود. صفحه تصویر نیز برای نمایش نمای بالای خودرو در اطراف صفحه و نمای جلو/عقب/جانب در آن تقسیم شده است.

یکی از بزرگ‌ترین مزیت‌های این سیستم سهولت است که رانندگان می‌توانند وسیله نقلیه را به محل پارک هدایت کنند و از تماس با موانع نزدیک به شیوه‌ای زیرکانه اجتناب کنند.

در حالی که این ممکن است برای افراد ناآشنا مانند یک جادوگری به نظر برسد، اما در واقعیت، تنها خروجی مجموعه‌ای از حسگرهای دوربین و پردازشگرهای تصویر است که با انبوهی از علم داده تقویت شده است.

اجزای یک سیستم دوربین دید فراگیر خودرو

سیستم دوربین خودرو با دید 360 درجه یک هم افزایی از سخت افزار و نرم افزار است که با هم کار می‌کنند و اطلاعات مربوط به محیط اطراف خودرو را بر روی مانیتور نشان می‌دهند. تک تک اجزای این سیستم به شرح زیر است:

دوربین‌های نمای فراگیر، ۴ تا ۶ دوربین با لنزهای زاویه باز در پانل بدنه خودرو تعبیه شده‌اند. معمولاً این دوربین‌ها در جلوپنجره، زیر آینه‌های دید عقب در دو طرف سمت در قرار می‌گیرند. دوربین‌ها در نقاطی قرار دارند که امکان نظارت بر کل محیط خودرو را فراهم می‌کند.

حسگرهای مجاورتی، حسگرهای مجاورت اجزایی هستند که به ارزیابی فاصله اشیاء نزدیک کمک می‌کنند. این دستگاه‌های اولتراسونیک/الکترومغناطیسی سیگنال‌هایی را به یک جسم نزدیک می‌فرستند. زمانی که برای انعکاس این سیگنال‌ها صرف می‌شود، فاصله واقعی بین خودرو و جسم را نشان می‌دهد.

نرم افزار پردازش تصویر، داده‌های دوربین‌ها به یک ماژول پردازش تصویر ارسال می‌شود. این نرم افزار تصاویر جداگانه را می‌گیرد و آن‌ها را به هم می‌چسباند تا نمای منسجمی از خودرو و محیط اطراف آن در زمان واقعی ایجاد کند.

سخت‌افزار برای نمایش، ویدیوی نرم‌افزار پردازش تصویر بر روی یک HMI (رابط ماشین هوشمند) که معمولاً روی صفحه نمایش سیستم، نمایش داده می‌شود. مکانیسم‌های بازخورد مانند هشدارهای صوتی نیز در سیستم دوربین دید فراگیر برای اطلاع راننده از اشیاء مجاور استفاده می‌شود.

چگونه پردازشگر تصویر تصاویر ترکیبی منسجم ایجاد می‌کند؟

تراز هندسی، تراز فتومتریک و سنتز نمای ترکیبی برخی از الگوریتم‌هایی هستند که برای ایجاد تصاویر ترکیبی در سیستم‌های نمای فراگیر خودرو استفاده می‌شوند.

فرآیند تراز هندسی شامل تصحیح امواج لنز و تبدیل پرسپکتیو است. فرآیند تراز فتومتریک با روشنایی و رنگ هر نماهای دوربین مطابقت دارد، به طوری که به نظر می‌رسد تصویر نهایی با استفاده از یک دوربین گرفته شده است. فرآیند سنتز نمای ترکیبی جایی است که دوخت واقعی تصاویر انجام می‌شود.

فرآیند نمایش تصویر معمولاً به فعالیت‌های زیر تقسیم می‌شود:

ثبت تصویر، این فرآیند شامل تشخیص نقاط کلیدی روی یک تصویر و تخصیص آن‌ها به یک صفحه زمین مشترک است. ثبت الگوی سفارشی فرآیند نمایش تصویر است که معمولاً در سیستم‌های دید 360 درجه استفاده می‌شود.

تاب برداشتن، در این مرحله، تصویر بدون تحریف تغییر شکل داده می‌شود تا با برخی از نقاط کلیدی تعریف شده مطابقت داشته باشد. تکنیک‌هایی مانند هموگرافی، تغییر شکل چند جمله‌ای یا حداقل مربعات متحرک برای تغییر شکل تصویر انجام می‌شود.

ترکیب، این مرحله‌ای است که در آن ترکیب و ادغام تصاویر جداگانه برای به دست آوردن تصویر دوخته شده انجام می‌شود. برخی از الگوریتم‌های متداول از اختلاط چند باند (بهترین وضوح)، پر کردن و ترکیب 50٪ مورد استفاده برای مرحله ترکیب است.

برخی از تصمیمات طراحی حیاتی برای سیستم دوربین دید فراگیر

هنگام توسعه سیستم دوربین خودرو با دید 360 درجه، یک تصمیم مهم طراحی، قرار دادن دوربین‌ها است. بسیار مهم است که دوربین‌ها بتوانند محیط خودرو را به وضوح مشاهده کنند. آن‌ها همچنین نباید زیبایی خودرو یا هر عملکرد دیگری را مختل کنند. از این رو، طراحان سیستم زمان زیادی را صرف شبیه‌سازی مدل‌های دوربین خودرو می‌کنند تا میدان دید و مناطق کور را از زوایای مختلف تجزیه و تحلیل کنند. این فعالیت در چندین پیکربندی بار خودرو انجام می‌شود.

جنبه دیگری که باید در نظر گرفته شود، فرآیند کالیبراسیون دوربین است. هیچ دو دوربینی دقیقاً خروجی مشابهی تولید نمی‌کند. اگر دو دوربین دقیقاً در یک مکان نصب شده باشند، همچنان تصاویری ایجاد می‌کنند که کمی متفاوت هستند. محل قرارگیری لنز، کهنه شدن، انبساط حرارتی و … عواملی هستند که این تفاوت‌ها را در تصاویر دوربین ایجاد می‌کنند. از این رو، انجام کالیبراسیون دوربین برای جبران این عدم تطابق مهم است.

اگر کالیبراسیون دوربین به درستی اجرا نشود، ممکن است مشکلاتی مانند تصاویر خروجی غیر تراز و رنگ‌های معیوب وجود داشته باشد. کالیبراسیون درونی و بیرونی دوربین‌ها برای عملکرد بهینه سیستم دوربین دید فراگیر بسیار مهم است.

همچنین طراحی سیستم دوربین ماشین 360 درجه به گونه‌ای که کارکرد، نصب و نگهداری آن آسان باشد بسیار مهم است.

نتیجه‌گیری

سیستم‌های دوربین دید 360 درجه خودرو بخشی جدایی ناپذیر از وسایل نقلیه خواهند بود. امروزه این فناوری به مدل‌های خودروهای لوکس محدود نمی‌شود. همانطور که قوانین وسایل نقلیه در سراسر جهان به گونه‌ای تکامل می‌یابند که دستورالعمل‌های مربوط به ایمنی بیشتری را شامل می‌شود، برای نصب دوربین ماشین می‌توانید از مشاوران پاور ویژن بهره ببرید.