طراحی و ارزیابی عملکرد الگوریتم تشخیص مسیر در تصاویر جاده‌ای با استفاده از تبدیل هاف

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشیار گروه مکانیک ماشین‏های کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

2 دانشجوی دکتری گروه مکانیک ماشین‏های کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

3 استادیار گروه مکانیک ماشین‏های کشاورزی، دانشگاه تربیت مدرس

چکیده

به‌کارگیری سامانه‌های هدایت خودکار در بخش کشاورزی از سودمند‏ترین موارد این سامانه‌ها است. در این پژوهش به طراحی و ارزیابی الگوریتم ماشین بینایی مبتنی بر برداشت تصویر از دوربین نصب‌شده در جلوی کابین دروگرJD955 و یافتن مسیر پیشروی کمباین پرداخته شد. در این الگوریتم پس از برداشت تصویر، اعمال صافی‌ها، و بهینه‌ساز‌های لازم، به‌کمک تبدیل هاف مسیر پیشروی به‌صورت یک خط از تصویر استخراج‌ شد. سپس انحراف جانبی و انحراف زاویه‏ای کمباین در مقایسه با مسیر مورد نظر به‌عنوان مؤلفه‏های کنترلی لازم سامانۀ هدایت خودکار کمباین، محاسبه شدند. الگوریتم مسیریابی در هفت تیمار انحراف جانبی و هفت تیمار انحراف زاویه‌ای و در سه تکرار ارزیابی شد. این ارزیابی در وضعیت‌های متفاوت نور روز انجام شد. پس از مقایسۀ مقادیر استخراج‌شده از پردازش تصاویر به‌وسیلۀ الگوریتم با زوایا و انحراف‌های اندازه‌گیری‌شده به‌روش دستی، مشخص شد که این الگوریتم توانسته است با دقت 98درصد مسیر پیشروی کمباین را تشخیص دهد.

کلیدواژه‌ها

موضوعات

عنوان مقاله [English]

Design and evaluation of a path detection algorithm in road images using Hough transform

نویسندگان [English]

  • Saeid Minaei 1
  • Alireza Mahdavian 2
  • Ahmad Banakar 3
1 Associated Professor, Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
2 PhD Student, Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
3 Assistant Professor, Agricultural Machinery Engineering, Faculty of Agriculture, Tarbiat Modares University
چکیده [English]

One of the best applications of automated navigation systems is the use of automatic steering systems in agricultural vehicles. In this research, a machine vision algorithm was designed, based on image acquisition from a camera mounted on front of acombine harvester cab fordetection of its forward path. After filtration and optimization of the image, Hough transform was utilized for extracting the path as a line. Then lateral and angular deviations from the path obtained as main inputs for the automatic guidance system of combine harvester. The algorithm was tested in 7 lateral and 7 angular deviation treatments with three replications. The tests were carried out under different conditions of day light. Comparison of the values extraction by the image processing algorithm with angles and deviations measured manually showed that the algorithm is able to detect the designed line with an accuracy of 98%.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Automatic guidance
  • Combine harvester
  • Machine Vision
  • Line detection
  • Hough Transform

مراجع

Aghkhani, M.H. & Abbaspour-Fard, M.H. (2009). Automaticoff-road vehicle steering system with a surfacelaid cable: Concept and preliminary tests. BiosystemsEngineering, 103, 265-270.
Bandei, M.& Minaei. S. (2005). Using of GPS for tractor navigation system. 4thNational Congress on Agricultural Machinery Engineering andMechanization. In: 12-14 Sept. University of Tabriz, Iran. (In Farsi)
Barawid, O.C., Mizushima, A., Ishii, K. &  Noguchi, N. (2007). Development of an Autonomous Navigation System using a Two-dimensional Laser Scanner in an Orchard Application. Biosystems Engineering. 96 (2), 139–149.
Benson, E. R., Reid, J. F. & Zhang,Q. (2001). Machine-vision-basedsteering system for agricultural combines. ASAE meetingpresentation, paper No. 01-1159.
Gee, Ch., J. Bossu, G. Jones & F. Truchetet. (2008). Crop weeddiscrimination in perspective agronomic images, Computers and Electronics in Agriculture, 60,49–59.
Kiyani, S. (2009). Development and Evaluation of a Guidance-Assistant System for Agricultural Vehicles in Tillage. Msc thesis, University of Shiraz, Shiraz, Iran. (In Farsi)
Sabelhaus, D., Ro¨ben, F., Helligen, L.P. & Lammers P.S. (2013). Using continuous-curvature paths to generate feasible headland turn manoeuvres. Biosystems Engineering. 116, 399-409.
Søgaard, H.T. & Olsen H.J. (2003). Determination of crop rows by imageanalysis without segmentation, Computers and Electronics in Agriculture,38: 141-158.
Stoll, A. & Heinz, D.K. (2000). Guidance of a Forage Harvesterwith GPS. Institute for Agricultural Engineering, Hohenheim University,70599 Stuttgart. Germany.
Tian, L., J.F Reid & J.W. Hummel. (1999). Development of a precisionsprayer for site-specific weed management. Transactions of the ASABE, Vol. 42(4) 893-900. St Joseph, MI: ASABE.
Yin, X., Noguchi, N. & Choi, J. (2013). Development of a target recognition and following system for a field robot. Computers and Electronics in Agriculture. 98, 17–24

فایل ها

سابقه مقاله

  • تاریخ دریافت: 27 مهر 1392
  • تاریخ بازنگری: 30 مهر 1393
  • تاریخ پذیرش: 21 بهمن 1393

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار