Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

Development of algorithms for analyzing data from LiDAR sensors in application to autonomous cars

Mikołaj Jan Ciszek

Abstract

The main aim of the diploma thesis was to create the algorithms for processing data collected by laser sensors LiDAR, for use in autonomous cars systems. The "LiDAR" technology is based on laser pulses for accurate detection of the surroundings, which is then used for creating a three-dimensional map of the space. Sensors of this type can achieve significantly greater possibilities over time compared to existing solutions and find application in many fields of technology. It is also a relatively new technology with a large development perspective, which was one of the main motivation for taking this topic up. The first part of the work introduces into the issue and compare currently available technologies used in the detection of the environment. A large part is devoted to the analysis of the automotive industry with particular emphasis on the autonomous car sector. The following chapters describe the most important information about the "LiDAR" sensors and characteristics of its operation as well as structure and methods of processing specific data collected by laser sensors. The second part of the work focuses on the development own concept of data processing, by creating an algorithm for detecting the road and horizontal signs placed on it and also classifying road signs along the route. The chapters contain a detailed description of databases and data processing software available on the market as well as argumentation for the choices which have an impact on building the algorithms. The next part focuses on presenting the assumptions of the algorithm and describes an example of similar solutions used in the world. The description of the algorithm implementation has been divided into two parts: the first related to the detection of the road and horizontal signs, and the second showing the way of detecting and classifying road signs. Both parts descript in details the implementation of individual fragments of the algorithm, as well as present the results obtained during the testing of the program operation. Last part of the work discusses the problems and errors encountered during testing, summarizes the results obtained and describes the way to further development of the software.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Mikołaj Jan Ciszek (FM) Mikołaj Jan Ciszek,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Opracowanie algorytmów do analizy danych z czujników LiDAR w zastosowaniu do autonomicznych samochodów
Supervisor
Robert Sitnik (FM/IMPh) Robert Sitnik,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)
Study subject / specialization
, Mechatronika
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
11-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Marcin Rafał Witkowski (FM/IMPh) Marcin Rafał Witkowski,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM) Robert Sitnik (FM/IMPh) Robert Sitnik,, The Institute of Micromechanics and Photonics (FM/IMPh)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
Samochody autonomiczne, czujniki LiDAR, przetwarzanie danych w 3D, detekcja znaków.
Keywords in English
Autonomous cars, LiDAR sensors, data processing in 3D, signs detection.
Abstract in Polish
Celem pracy było stworzenie algorytmów do obróbki danych zebranych przez czujniki laserowe LiDAR, pod kątem zastosowania ich w systemach samochodów autonomicznych. Technologia LiDAR wykorzystuje impulsy laserowe w celu dokładniej detekcji otoczenia wokół sensora, na podstawie której tworzona jest szczegółowa trójwymiarowa mapa przestrzeni. Czujniki tego typu są w stanie osiągnąć z czasem znacznie większe możliwości w porównaniu z dotychczasowymi rozwiązaniami oraz znaleźć zastosowanie w wielu dziedzinach techniki. Jest to również stosunkowo nowa technologia z dużą perspektywę rozwoju w ciągu najbliższych lat, co było jednym z głównych powodów podjęcia tego tematu. W części teoretycznej pracy została zebrana podstawowa wiedzy na temat czujników LiDAR oraz porównanie wykorzystywanych obecnie techniki detekcji otoczenia. W praktycznej części pracy podjęto próbę opracowania własnej koncepcji obróbki danych, w postaci stworzenia algorytmu służącego do detekcji drogi i znaków poziomych umieszczonych na niej oraz wykrywania i klasyfikowania znaków drogowych znajdujących się wzdłuż badanej trasy. Pierwsze rozdziały wprowadzają w zagadnienie oraz przedstawiają i porównują dostępne obecnie technologie wykorzystywane przy rozpoznawaniu otoczenia. Duża część poświęcona jest analizie branży motoryzacyjnej z szczególnym naciskiem na sektor samochodów autonomicznych. W dalszej części zostały przedstawione i opisane najważniejsze informacje na temat czujników LiDAR oraz charakterystyka sposobu ich działania. Kilka rozdziałów zostało również poświęconych na opis struktury oraz sposoby obróbki specyficznego rodzaju danych jakimi są dane zebrane przez czujniki laserowe. Druga część pracy skupia się na praktycznym wykorzystaniu uzyskanej wiedzy. Rozdziały zawierają szczegółowy opis dostępnych na rynku baz danych i oprogramowania do ich obróbki oraz argumentację dotyczącą powodów dokonanych wyborów pod kątem tworzonego algorytmu. Dalsza część skupia się na opisaniu przyjętych założeń oraz podaje przykłady podobnych rozwiązań stosowanych na świecie. Sam opis implementacji algorytmu został podzielony na dwie części. W pierwszej przedstawione są zagadnienia związane z detekcją drogi i znaków poziomych, w drugiej analizowany jest sposób wykrywania oraz klasyfikowania znaków drogowych. Obie części zawierają zarówno szczegółowy opis sposobu implementacji poszczególnych fragmentów algorytmu, jak również przedstawienie rezultatów uzyskanych w trakcie testowania działania programu oraz omówienie napotkanych problemów i błędów. Ostanie rozdziały pracy skupiają się na podsumowaniu otrzymanych wyników oraz przedstawieniu sposobów dalszego rozwoju oprogramowania.
File
  • File: 1
    278172_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31813

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT4e4b67308c504c5d823ea5aee7885371/
URN
urn:pw-repo:WUT4e4b67308c504c5d823ea5aee7885371

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page