Plug-in software enabling higher reliability of computer vision and machine learning algorithms for obstacle detection and localization

Result code in IS VaVaI

<a href="https://www.isvavai.cz/riv?ss=detail&h=RIV%2F49777513%3A23520%2F25%3A43978089" target="_blank" >RIV/49777513:23520/25:43978089 - isvavai.cz</a>

Result on the web

<a href="http://www.kky.zcu.cz/cs/sw/smart-depo-sw" target="_blank" >http://www.kky.zcu.cz/cs/sw/smart-depo-sw</a>

DOI - Digital Object Identifier

—

Result language

čeština

Original language name

Plug-in software umožňující výší spolehlivost algoritmů počítačového vidění a strojového učení pro detekci a lokalizaci překážek

Original language description

Software pro detekci a lokalizaci překážek určené pro antikolizní systémy kolejových vozidel je navržen jako vícesenzorový systém pracující s kamerovými a LiDARovými daty. Tento plug-in software se skládá ze tří hlavních modulů: algoritmů detekce objektů, integračního wrapperu a funkčně-bezpečnostního bloku (FuSi Block). Algoritmická část zahrnuje detekci objektů z kamer a LiDARu, stereo-vidění, odhad hloubky pomocí neuronových sítí a clustering bodových mračen. Wrapper sjednocuje výstupy jednotlivých algoritmů do společné prostorové reprezentace a zajišťuje jejich časovou synchronizaci. FuSi Block provádí fúzi detekcí, sledování objektů v čase, odhad neurčitosti, plausibility kontroly a arbitrační rozhodování o finálním výstupu systému. Software poskytuje jednotný výstup detekovaných překážek pro nadřazený řídicí systém a umožňuje bezpečnou integraci více algoritmických přístupů do jednoho detektoru.

Czech name

Plug-in software umožňující výší spolehlivost algoritmů počítačového vidění a strojového učení pro detekci a lokalizaci překážek

Czech description

Software pro detekci a lokalizaci překážek určené pro antikolizní systémy kolejových vozidel je navržen jako vícesenzorový systém pracující s kamerovými a LiDARovými daty. Tento plug-in software se skládá ze tří hlavních modulů: algoritmů detekce objektů, integračního wrapperu a funkčně-bezpečnostního bloku (FuSi Block). Algoritmická část zahrnuje detekci objektů z kamer a LiDARu, stereo-vidění, odhad hloubky pomocí neuronových sítí a clustering bodových mračen. Wrapper sjednocuje výstupy jednotlivých algoritmů do společné prostorové reprezentace a zajišťuje jejich časovou synchronizaci. FuSi Block provádí fúzi detekcí, sledování objektů v čase, odhad neurčitosti, plausibility kontroly a arbitrační rozhodování o finálním výstupu systému. Software poskytuje jednotný výstup detekovaných překážek pro nadřazený řídicí systém a umožňuje bezpečnou integraci více algoritmických přístupů do jednoho detektoru.

Type

R - Software

CEP classification

—

OECD FORD branch

20205 - Automation and control systems

Project

<a href="/en/project/CL01000275" target="_blank" >CL01000275: Smart Depot: An evaluation ground for the confidence of AI algorithms usable for autonomous control of trams</a><br>

Continuities

P - Projekt vyzkumu a vyvoje financovany z verejnych zdroju (s odkazem do CEP)

Publication year

2025

Confidentiality

C - Předmět řešení projektu podléhá obchodnímu tajemství (§ 504 Občanského zákoníku), ale název projektu, cíle projektu a u ukončeného nebo zastaveného projektu zhodnocení výsledku řešení projektu (údaje P03, P04, P15, P19, P29, PN8) dodané do CEP, jsou upraveny tak, aby byly zveřejnitelné.

Internal product ID

ZCU/KKY/2025/020

Technical parameters

&quot;Základem technického řešení je modulární softwarový systém implementovaný v jazyce Python, navržený jako otevřená a rozšiřitelná platforma pro vícesenzorovou detekci překážek. Jednotlivé funkční moduly jsou odděleny do samostatných Docker kontejnerů, což umožňuje jejich nezávislé nasazení, škálování a spouštění na různých výpočetních uzlech v distribuovaném prostředí. Systém využívá knihovny a frameworky běžně používané v oblasti počítačového vidění a strojového učení, zejména PyTorch, NumPy, SciPy, scikit-learn, nástroje pro zpracování bodových mračen a LiDARových dat, práci s konfiguracemi (YAML) a experimentální logování. Architektura systému je postavena kolem centrálního jádra, které řídí tok dat, konfiguraci a komunikaci mezi moduly. Vstupní data mohou být získávána jak v režimu živého provozu (ROS), tak v režimu přehrávání historických dat (rosbag). Jednotlivé algoritmické moduly jsou připojovány prostřednictvím pluginového rozhraní, které umožňuje dynamické přidávání a výměnu algoritmů bez zásahu do jádra systému. Software je distribuován pod licencí MIT, která umožňuje jeho volné používání, modifikaci a distribuci s minimálními omezeními. Kontaktní osoba: Ing. Václav Diviš, Ph.D., tel.: 606 131413, e-mail: vincie@ntis.zcu.cz, adresa: Technická 8, Plzeň.&quot;

Economical parameters

&quot;Výsledek je určen pro výzkum, vývoj a pilotní nasazení v oblasti automatizace a bezpečnosti kolejových vozidel. Softwarová povaha řešení umožňuje jeho opakované využití a adaptaci pro různé typy vozidel a provozních prostředí bez nutnosti zásadních hardwarových změn. Ekonomický přínos spočívá zejména ve snížení nákladů na vývoj a integraci antikolizních systémů díky modulární architektuře a možnosti kombinovat různé algoritmické přístupy v jednom softwarovém řešení. Další potenciál představuje využití softwaru v komerčních systémech výrobců kolejových vozidel, při zakázkových integracích nebo v navazujících výzkumných a vývojových projektech zaměřených na autonomní provoz.&quot;

Owner IČO

49777513

Owner name

Západočeská univerzita v Plzni