Abstract
<jats:p>Статья посвящена оценке применимости бинокулярных систем машинного зрения для обеспечения безопасности движения поездов. Рассмотрены возможности и ограничения метода стереозрения при обнаружении препятствий и определении расстояния до объектов. Цели исследования — анализ точности установления расстояния в зависимости от геометрических параметров стереосистемы и ошибки определения диспаратности, а также разработка математической модели прогнозирования параметров стереопары исходя из требуемого результата. В процессе исследования проведены эксперименты с использованием стереоскопической камеры, сделан параметрический анализ влияния базы стереопары, угла поля зрения и разрешения матрицы на точность и область применимости стереозрения. Установлено, что абсолютная погрешность определения расстояния возрастает квадратично с увеличением дистанции, а при использовании узкоугольной оптики формируется ближняя зона, в пределах которой стереоизмерение глубины становится геометрически невозможным. Полученные результаты позволяют решать обратную задачу выбора параметров стереосистемы под заданную дальность и допустимую погрешность, а также могут использоваться в интеллектуальных системах управления поездом для нормирования ошибки определения расстояния на величину тормозного пути.</jats:p> <jats:p>The article is devoted to assessing the applicability of binocular machine vision systems to ensure train safety. The possibilities and limitations of the stereo vision method for detecting obstacles and determining distances at long distances are considered. The purpose of the study is to analyze the accuracy of determining the distance depending on the geometric parameters of the stereo system and the error in determining the disparity, as well as to develop a mathematical model for predicting the measurement error. An experimental study using a stereoscopic camera was performed and a parametric analysis of the effect of the stereo pair base, field of view angle and image resolution on the accuracy and applicability of stereo vision was carried out. It is shown that the absolute error in determining the distance increases quadratically with increasing distance, and when using narrow-angle optics, a near zone is formed, within which stereo depth measurement becomes geometrically impossible. The results obtained make it possible to solve the inverse problem of selecting the parameters of the stereo system for a given range and permissible error, and can also be used to normalize the error in determining the distance by the amount of braking distance of the train in intelligent train control systems.</jats:p>