Школьник из Нижнего Новгорода научил автомобиль распознавать дорожные знаки (фото)

С 27 по 29 июля в японском городе Нагоя пройдет 13-ая Международная выставка юных изобретателей. В ней примут участие три нижегородских проекта, авторы которых ученики школы информатики «Вектор++». Например, десятиклассник Максим Бушуев придумал, как научить роботизированные автомобили читать дорожные знаки и знаки светофора и реагировать на них.

Папа Максима вспоминает, что привить любовь сыну к робототехнике получилось совершенно случайно. В своё время купили набор «Лего». А теперь Максим уже планирует поступать в специализированный институт для изобретателей.

Актуальная разработка Максима Бушуева — система распознавания дорожных знаков с использованием обычной компьютерной веб-камеры. С её помощью идёт захват изображения дорожных знаков. Специальная программа распознает изображение и отправляют нужный сигнал роботизированному автомобилю. После этого машина реагирует на сигнал компьютера и в соответствии с ним двигается дальше. Сейчас беспилотник распознаёт четыре знака, в дальнейшем будет загружен полный их перечень. Эта система может применяться для автопилотируемых средств передвижения.

— Это не первое мое изобретение. Первым изобретением был интеллектуальный светофор, как защита от неадекватных участников дорожного движения, — рассказал городскому порталу NN.RU Максим Бушуев.

Гимназист с седьмого класса занимался робототехникой (сейчас Максим учится в 10 классе). Последние два года занимается программированием в «Вектор++».

— Я обратился к своему преподавателю Игорю Владимировичу Уточникову. Рассказал ему, что хочу двигаться в данном направлении, и спросил, с чего начать, — продолжил юноша. — Он сказал мне, что компьютерное зрение — одно из самых перспективных направлений сегодня, посоветовал изучить профессиональную среду программирования Microsoft Visual Studio и библиотеку компьютерного зрения ОpenCV. С этого все и началось.

Системой распознавания знаков Максим начал заниматься в начале мая этого года.

— Было достаточно сложно, многое приходилось делать методом проб и ошибок, но к концу месяца уже стало что-то получаться, — отметил десятиклассник. — С 23 по 25 июня я в составе команды «Вектор++» принял участие в финале российского этапа Всемирной олимпиады роботов, где впервые была введена номинация интеллектуальных робототехнических систем — надо было распознавать дорожную разметку и дорожные знаки. Практически за несколько часов до начала соревнований удалось дописать почти готовую версию программы распознавания дорожных знаков.

— Основную помощь оказывал наш тренер Игорь Владимирович. Но эта система и для него не очень знакома, — рассказал Максим Бушуев. — Еще я переписывался с различными людьми, в том числе с иностранцами, когда видел их работы, и спрашивал совета.

Максим рассказал, как проходило тестирование его системы:

— Разрабатывал систему сначала на отдельных дорожных знаках. Потом обрабатывал фотографии со знаками. Затем переходил к тестированию видеофайлов через веб-камеру на движущемся автомобиле. Надо сказать, что алгоритм компьютерного зрения достаточно сложный. С видеокамеры изображения поступают на обработку. Изображение бывает не всегда хорошего качества. Мой алгоритм не требует больших вычислительных ресурсов, распознает знаки за доли секунды и может это делать на любом, даже самом слабом «железе», хоть на офисном калькуляторе. Я его еще дорабатываю, но уже сейчас он показывает очень хорошие результаты.

Максим также поделился своими ожиданиями от проекта:

— Эта работа — часть автопилота. Еще нужно добавить распознавание и движение по дорожной разметке, а также сделать распознавание других автомобилей и пешеходов. Сейчас над разработкой автопилота работают все ведущие мировые автоконцерны. Я уверен, что лет через 5 на наших дорогах мы увидим работающий концепт, и хочу принять в его разработке активное участие.

Максим планирует в сентябре делать научную работу в НГТУ имени Алексеева и хочет предложить свою помощь команде политеха, которая участвовала на чемпионате России «Робокросс». Он надеется, что его алгоритм очень им пригодится.

Максим Бушуев — не единственный участник Международной выставки юных изобретателей из Нижнего Новгорода. Свои изобретения и разработки также будут представлять и защищать 17-летняя Мария Яушкина, которая создала звуковой компас, способный определять направление по источнику звука, а также девятиклассница Ксения Пуртова, которая узнала, на какой ноте кипит чайник, и нашла способ определения чистоты воды по началу ее кипения.