Banca de DEFESA: LUCAS FERNANDO DA SILVA CAMBUIM

Uma banca de DEFESA de DOUTORADO foi cadastrada pelo programa.
DISCENTE : LUCAS FERNANDO DA SILVA CAMBUIM
DATA : 31/10/2022
HORA: 09:00
LOCAL: Virtual
TÍTULO:

Sistema ADAS de Previsão de Colisão em Pedestres Baseado em Visão 
Computacional

 

PALAVRAS-CHAVES:

Palavras-chaves: Detecção de Pedestres, HOG, SVM, Pirâmide 
de Imagem, Suporte à Pedestres Distantes, Otimização de Recursos de FPGA, 
Alto Desempenho, Previsão Eficiente.

PÁGINAS: 170
RESUMO:

Pedestres são sem dúvida os elementos mais vulneráveis no trânsito e que 
representam mais da metade de todas as mortes globais em acidentes. Os 
sistemas de previsão de colisão de pedestres (PCP) são fundamentais para 
redução de acidentes pois permitem tomadas de decisão antecipadas. Conforme 
os veículos se tornam mais rápidos, o risco de acidentes fatais com 
pedestres aumenta, exigindo sistemas PCP com tempo de resposta cada vez 
menor e com capacidade de prever colisões cada vez mais distantes. Sensores 
ópticos (câmeras) são escolhas adequadas para tais sistemas pois fornecem 
uma grande quantidade de informações do pedestre e permitem o processamento 
com altas taxas de frames. As etapas mais críticas e computação intensiva 
de dados em um sistema PCP são a detecção de pedestres e correspondência 
estéreo. Nesta tese, nós propomos soluções otimizadas em taxa de 
processamento para estas etapas implementadas em plataformas baseadas em 
FPGAs (field-programmable gate array). Para a etapa de detecção nós 
propomos um módulo que implementa as técnicas de Histograma de Gradientes 
Orientados (HOG) e Support Vector Machine (SVM) com suporte para pirâmides 
de imagens e janelas de detecção de diferentes tamanhos para localização de 
pedestres próximos e distantes. A arquitetura proposta do detector consegue 
processar pixels serialmente na vazão máxima e sem perda de frame, através 
de técnicas como pipeline e divisão espacial de pixels entre unidades de 
processamento paralelo. Estratégias de otimização de recursos foram 
propostas tais como o compartilhamento da memória de pesos entre todas as 
unidades paralelas. Para correspondência estéreo nós utilizamos a solução 
de alto desempenho da técnica de Semi Global Matching (SGM), desenvolvida 
em trabalho anterior (mestrado do autor), e propomos melhorias em precisão 
e adição do suporte a detecção de pixels de oclusão que permitiu 
alcançarmos alto desempenho e resultados precisos de localização de 
pedestre. O processamento de duas janelas de detecção de dimensões 
diferentes com uma pirâmide de 7 níveis permitiu uma redução na taxa de 
falta de pelo menos 25\% em comparação com um detector de janela de tamanho 
único e 1 nível de profundidade. Os desempenhos alcançados pelo detector e 
pelo sistema PCP em resolução HD foram de 130 e 66,2 frames por segundo, 
respectivamente. Além disso, resultados demonstram que o desempenho de 
ambos é constante independentemente da quantidade janelas a serem 
processadas. Para demonstrar os benefícios do ganho de desempenho, nós 
desenvolvemos uma estratégia de avaliação que envolveu a criação de uma 
base de dados sintética de colisões com pedestres. A melhoria de desempenho 
alcançada pelo sistema PCP com a adição dos módulos de hardware propostos 
permitiu um aumento em distância para tomada de decisão de 6,5 metros em 
comparação outros sistemas PCP mais precisos, mas que são mais lentos.

MEMBROS DA BANCA:
Externo à Instituição - CESAR ALBENES ZEFERINO - OUTRA
Interno - 1650867 - ABEL GUILHERMINO DA SILVA FILHO
Presidente - 1736873 - CARLOS ALEXANDRE BARROS DE MELLO
Externo à Instituição - FILIPE ROLIM CORDEIRO - UFRPE
Interno - 1845999 - STEFAN MICHAEL BLAWID