Skip to main content
SUPERVISOR
زونووک استانیسلاو (استاد مشاور) اصغر غلامی (استاد راهنما)
 
STUDENT
Negar Masjedi Esfahani
نگار مسجدی اصفهانی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1396

TITLE

Investigation of Camera Specifications Impact on Intelligent Transportation Systems Based on Visible Light Communication
According to the Global Status Report on Road Safety 2018 provided by the World Health Organization (WHO), road traffic death is the 8th leading cause of death for all age groups. Therefore, there has been a growing interest in a field of intelligent traortation systems (ITS) in order to reduce traffic congestion, accidents, air and noise pollution and other environmental concerns. Currently, radio frequency (RF)-based technology is the most adaptive candidate for vehicular communications. Apart from the existing RF-based wireless communications, there is an alternative and complementary vehicle to vehicle (V2V) communications based on the optical camera communication (OCC) technology. Typically, an OCC-based communication system is composed of a light-emitting diode (LED) as a transmitter and a camera as a receiver. The OCC technology offers a number of advantages over the RF-based technology. there are: greater bandwidth, reduced levels of interference, less complex and lower cost. Nowadays, almost all new vehicles come with back and front cameras and LED-based lights. Therefore, these cameras can be effectively utilized within the remit of ITS, for multiple functionalities of imaging, video streams, outdoor localization and data transmission. However, due to the low frame rates particularly in off-the-shelf cameras, OCC systems have their limitations including light flickering and lower data rates. In order to address these limitations, cameras with the rolling-shutter effect and dedicated modulation schemes can be used. In OCC systems, many parameters have an impact on the system performance. However, few papers have investigated the influence of camera settings in OCC systems, which is the subject of this work. Here, a V2V OCC-based system is modeled, considering a LED with Lambertian radiation pattern in the transmitter side, a CMOS camera in the receiver side, the channel attenuation and the camera noise sources. The impact of parameters such as camera exposure time, resolution, image sensor size, lens dimension, transmitted power and atmospheric attenuation coefficient are investigated. Visible Light Communication (VLC), Optical Camera Communication (OCC), Intelligent Traortation System (ITS), Image Sensor.
بنابر گزارش منتشر شده توسط سازمان بهداشت جهانی در سال 2018، تصادفات رانندگی هشتمین عامل مرگ‌ومیر در میان مردم جهان است. بنابراین، سیستم حمل‌ونقل هوشمند با هدف کاهش تصادفات، کاهش آلودگی، کاهش ترافیک و افزایش امنیت جاده‌ها مورد توجه قرار گرفته است. در حال حاضر از فرکانس رادیویی برای ارتباط بین وسایل نقلیه استفاده می‌شود. اما فرکانس رادیویی دارای پهنای باند محدود و تداخلات الکترومغناطیسی زیاد است. همچنین برای پیاده‌سازی این فناوری، نیاز به نصب تجهیزات اضافه روی وسایل نقلیه است که خود هزینه‌بر و حجیم است. در سیستم حمل‌ونقل هوشمند، مخابرات نور مرئی مبتنی بر دوربین به عنوان فناوری جایگزین و مکمل فناوری فرکانس رادیویی می‌تواند به کار گرفته شود. فرستنده‌ی این سیستم دیود نورانی و گیرنده‌ی آن دوربین است. پس، به کمک این فناوری می‌توان از دیودهای نورانی همزمان با روشنایی برای ارسال داده نیز استفاده کرد. امروزه، بیشتر وسایل نقلیه جدید مجهز به دوربین و چراغ‌هایی بر پایه دیود نورانی هستند. بنابراین، می‌توان بدون نیاز به نصب تجهیزات اضافه و پیچیده، از دوربین‌های موجود در وسایل نقلیه علاوه بر عکس‌برداری و فیلم‌برداری برای موقعیت‌یابی و ارسال داده نیز استفاده کرد. در این فناوری، با توجه به این که داده توسط نور مرئی مدوله می‌شود، پهنای باند می‌تواند نسبت به فناوری فرکانس رادیویی بیشتر باشد. به علاوه، قیمت، تداخلات و پیچیدگی سیستم در این فناوری کمتر است. اما به دلیل نرخ فریم پایین دوربین‌های موجود در بازار، نرخ ارسال داده محدود و سوسوزنی دو چالش در این فناوری هستند که با استفاده از دوربین‌های شاتر متحرک و نوع خاصی از روش‌های مدولاسیون می‌توان بر این چالش‌ها غلبه کرد. یک سیستم مخابرات نور مرئی مبتنی بر دوربین دارای پارامترهای مختلفی است که هر کدام تأثیر مجزایی بر عملکرد سیستم دارند. در کارهای قبلی، تأثیر این پارامترها بر کیفیت سیستم کمتر بررسی شده است. در این پایان‌نامه، مدلی برای ارتباط دو خودرو بر پایه‌ی مخابرات نور مرئی مبتنی بر دوربین ارائه می‌شود. در این مدل، دیود نورانی که برای ارسال داده استفاده می‌شود دارای الگوی تابشی لمبرتین و دوربین دریافت‌کننده‌ی داده مجهز به حسگر تصویر سی‌ماوس است. به علاوه، تلفات کانال و انواع نویزهای دوربین نیز در مدل در نظر گرفته می‌شود. سپس، با استفاده از آن، چگونگی تأثیر برخی از پارامترهای مهم دوربین و سیستم مانند مدت زمان نورگیری دوربین، رزولوشن، اندازه‌ی حسگر تصویر، اندازه‌ی لنز، توان ارسال شده از فرستنده، ضریب تضعیف هوا و فاصله‌ی بین دو خودرو بر عملکرد سیستم بررسی می‌شود. مخابرات نور مرئی، مخابرات نورمرئی مبتنی بر دوربین، سیستم حمل و نقل هوشمند، حسگر تصویر.

ارتقاء امنیت وب با وف بومی