Tạp chí Công nghiệp nông thôn

Nhận diện biển báo và tín hiệu đèn giao thông bằng thuật toán YOLO-V4 trên máy tính nhúng Raspberry Pi 4B

Số phát hành: Tạp chí công nghiệp nông thôn số 47/2022

Từ khóa:
Biển báo Đèn giao thông Raspberry Pi 4B YOLO-v4.
Tóm tắt

Nghiên cứu nhằm mục tiêu ứng dụng thị giác máy tính để nhận diện một số loại biển báo và tín hiệu đèn giao thông trên mô hình xe tự hành. Trong nghiên cứu này, 04 loại biển báo: stop, đi thẳng, rẽ trái, rẽ phải và tín hiệu đèn xanh, đỏ được nhận diện bằng thuật toán YOLO-v4 trên phần cứng là máy tính nhúng Raspberry Pi 4B, kết quả được sử dụng để điều khiển mô hình xe tự hành hoạt động theo hướng dẫn của biển báo và tín hiệu đèn giao thông. Kết quả thử nghiệm cho thấy hệ thống nhận diện chính xác 100% các biển báo, đèn ở khoảng cách 17 - 20cm trong điều kiện đủ ánh sáng, khi độ rọi nhỏ hơn 160 lux thì hệ thống không nhận diện được loại biển báo. Hệ thống hướng tới phát triển bộ mẫu dữ liệu lớn hơn cho phép nhận diện được nhiều loại biển báo hay yếu tố khác trên đường giao thông.

Tài liệu tham khảo
  1. Adam A. & Ioannidis C. (2014). Automatic road-sign detection and classification based on support vector machines and HOG descriptors. ISPRS Annals of the photogrammetry, remote sensing and spatial information sciences. 2 (5): 1–7.
  2. Artamonov N.S., & Yakimov P.Y. (2018). Towards real-time traffic sign recognition via YOLO on a mobile GPU. Journal of Physics: Conference Series. 1096(1): 012086-012095.
  3. Bochkovskiy A., Wang C. Y., & Liao H. Y. M. (2020). Yolov4: Optimal speed and accuracy of object detection. arXiv preprint arXiv:2004.10934. 1-17.
  4. Chung Yu Wang & Royce Cheng-Yue (2016). Traffic sign detection using You Only Look Once framework. Stanford University. 1-9.
  5. Dewi C., Chen R. C., Liu Y. T., Jiang X., & Hartomo K. D. (2021). Yolo v4 for advanced traffic sign recognition with synthetic training data generated by various gan. IEEE Access. (9): 97228-97242.
  6. Do Thuan (2021). Thesis: Evolution of YOLO Algorithm and YOLOv5: The State-of-the-art Object Detection Algorithm. Oulu University of Applied Sciences.
  7. Gaoli Hu & Chengyu Wen (2021). Traffic sign detection and recognition based on improved YOLOv4 algorithm. International journal of computer applications technology and research. 10 (06): 161-165.
  8. Girshick R., Donahue J., Darrell T., & Malik J. (2014). Rich feature hierarchies for accurate object detection and semantic segmentation. Proceedings of the 2014 IEEE Conference on computer vision and pattern recognition. 580–587.
  9. Girshick R. (2015). Fast R-CNN. IEEE International Conference on Computer. Vision (ICCV). 1440-1448.
  10. Phạm Phú Khương & Hà Đắc Bình (2018). Nhận dạng biển báo giao thông Việt Nam với thuật toán PCA kết hợp LDA. Tạp chí Khoa học và công nghệ, Trường Đại học Duy Tân. 01(26): 84-93.
  11. Redmon J., Divvala S., Girshick R., & Farhadi A. (2016). You only look once: Unified, real-time object detection. 2016 IEEE Conference on computer vision and pattern recognition. 779-788.
  12. Ren S., He K., Girshick R., & Sun J. (2017). Faster R-CNN: Towards real-time object detection with region proposal net works. IEEE Transactions on Pattern Analysis and Machine Intelligence. 39(6): 1137-1149.
  13. Satılmış Y., Tufan F., Şara M., Karslı M., Eken S., & Sayar A. (2018, September). CNN based traffic sign recognition for mini autonomous vehicles. International conference on information systems architecture and technology, Springer, Cham. 85-94.
  14. Shao F., Wang X., Meng F., Rui T., Wang D., & Tang J. (2018). Real-time traffic sign detection and recognition method based on simplified Gabor wavelets and CNNs. Sensors. 18(10): 3192-3215.
  15. Sichkar V.N. & Kolyubin S.A (2020). Real time detection and classification of traffic signs based on YOLO version 3 algorithm. Scientific and technical journal of information technologies, Mechanics and Optics. 20(3): 418–424.
  16. Shustanov A. & Yakimov P. (2017). CNN design for real-time traffic sign recognition. Procedia engineering. 201: 718-725.
  17. Trương Quốc Bảo, Trương Hùng Chen & Trương Quốc Định (2015). Phát hiện và nhận dạng biển báo giao thông đường bộ sử dụng đặc trưng HOG và mạng nơron nhân tạo. Tạp chí Khoa học Trường Đại học Cần Thơ, Số chuyên đề: Công nghệ Thông tin (2015). 47-54.
  18. Vokhidov H., Hong H. G., Kang J. K., Hoang T. M., & Park K. R. (2016). Recognition of damaged arrow-road markings by visible light camera sensor based on convolutional neural network. Sensors. 16(12): 2160-2175.
  19. Wang L., Zhou K., Chu A., Wang G., & Wang L. (2021). An improved light-weight traffic sign recognition algorithm based on YOLOv4-Tiny. IEEE Access. 9: 124963-124971.
Cùng chuyên mục
Xem thêm bài viết

Nghiên cứu ứng dụng CNTT và thực hiện hóa mô hình chăm sóc cây rau, hoa trang bị cơ bản và trang bị công nghệ cao tại tỉnh Lâm Đồng

PGS.TS Bùi Trung Thành - Khoa công nghệ Nhiệt lạnh - Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh; PGS.TS. Huỳnh Trung Hiếu - Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh; PGS.TS. Huỳnh Tường Nguyên - Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. Hố Chí Minh; TS. Phạm Hoàng Anh - Trường Đại học Bách khoa, Đại học Quốc gia TP. Hố Chí Minh; TS. Phạm Công Duy - Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh; ThS. Nguyễn Minh Cường - Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh; PGS.TS. Đàm Sao Mai - Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh; ThS. Nguyễn Văn Danh - Chi Cục Trồng Trọt và bảo vệ thực vật tỉnh Lâm Đồng; ThS. Nguyễn Hoàng Ấn - Chi Cục Trồng Trọt và bảo vệ thực vật tỉnh Lâm Đồng; KS. Nguyễn Nhân Sâm - Trường Đại học Công nghiệp TP. Hồ Chí Minh

Công nghệ số đã mang lại nhiều ứng dụng và hiệu quả trong nhiều lĩnh vực khác nhau, trong đó có lĩnh vực nông nghiệp. Công nghệ sensor, hệ thống định vị, xử lý...

Nghiên cứu ứng dụng Matlab/Simulink mô phỏng động học robot 4 bậc tự do sử dụng trong mô hình lưu kho và truy xuất tự động

TS. Nguyễn Thị Hiên - Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; ThS. Nguyễn Đức Dương - Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; SV. Nguyễn Tiến Tú - Sinh viên khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Tính toán, mô phỏng động học robot là việc cần thiết và có ý nghĩa quan trọng trong quá trình thiết kế và điều khiển robot. Nghiê...

Ống dẫn sáng - giải pháp chiếu sáng hiệu quả và tiết kiệm cho phân xưởng sản xuất may

ThS. Phạm Thị Lan Hương - Khoa Cơ Điện, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam; ThS. Nguyễn Thị Huyền Thanh - Khoa Cơ Điện, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam; ThS. Đào Xuân Tiến - Khoa Cơ Điện, Học Viện Nông nghiệp Việt Nam

Ánh sáng tự nhiên là môi trường lý tưởng trong mọi hoạt động của con người đặc biệt là trong lĩnh vực học tập và làm việc. Bài báo đưa ra ống dẫn...

Thiết kế, chế tạo hệ thống tự động phân loại cà rốt dựa trên công nghệ xử lý ảnh

TS. Nguyễn Thái Học - Học viện Nông nghiệp Việt Nam; PGS.TS. Lê Minh Lư - Học viện Nông nghiệp Việt Nam; ThS. Đào Xuân Tiến - Học viện Nông nghiệp Việt Nam; SV. Đào Duy Anh - Sinh viên chuyên ngành Tự động hóa, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam; SV. Trần Bá Tùng - Sinh viên chuyên ngành Tự động hóa, Học Viện Nông Nghiệp Việt Nam

Bài báo trình bày phương pháp và kết quả của hệ thống tự động phân loại cà rốt theo số lượng đốm và kích thước đốm trên bề mặt củ. Hình ản...

Nghiên cứu phát triển hệ thống tự động phát hiện sự tăng thân nhiệt trên lợn nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt

TS. Nguyễn Thái Học - Khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; SV. Vũ Văn Tài - Sinh viên khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam; SV. Nguyễn Văn Hậu - Sinh viên khoa Cơ - Điện, Học viện Nông nghiệp Việt Nam

Bài báo trình bày kết quả hệ thống tự động phát hiện sự tăng thân nhiệt bất thường trên lợn nuôi bằng công nghệ xử lý ảnh thân nhiệt. Hệ thống n&agr...