Skip to main content
SUPERVISOR
Maziar Palhang
مازیار پالهنگ (استاد راهنما)
 
STUDENT
Meghdad Mehrabian
مقداد محرابیان محمدی

FACULTY - DEPARTMENT

دانشکده مهندسی برق و کامپیوتر
DEGREE
Master of Science (MSc)
YEAR
1391

TITLE

Improving some road detection methods using combination of vision based and machine learning methods
Road detection is one of the most important issues within the field of intelligent vehicles and driver assistance systems. This area has been an important research topic in the past two decades. Nowadays, many people lose their lives on road accidents; therefore, the use of intelligent systems to assist the drivers can significantly reduce the risks of driving. In addition, the successful navigation of robots in urban environments is strongly dependent on the identification of the road. In fact, for an autonomous robot moving from a starting point to a destination successfully, it is necessary to identify the road ahead and try not to deviate from the road. In this thesis, we are trying to detect roads using monocular vision technique. Using this method compared to other famous methods such as stereo imaging, LIDAR and Radar is much more economical. In this research, we try to present and evaluate five different methods to detect roads. In the first method, based on the assumption of differences over the color distribution of roads and background, weapply image segmentation using watershed algorithm improved by using the vanishing point. Therefore, shadow detection and removal from image in pre-processing stage are achieved. Also in second method, we cluster image pixels according to their color information and by defining the cluster which contains the road, a primary model for road will be achieved. To make the road detection method robust in different scenarios, we need to use differences in road and background textures in addition to color features. For this reason, in the third method, by using haralick texture features like contrast, entropy, etc and applying them to a learning system, we attempt to method, we use SFTA texture descriptor and justify; MARGIN: 0in 0in 0pt; unicode-bidi: embed; DIRECTION: ltr" As mentioned, each proposed method has some advantages and drawbacks, which distinguishes them from each other. Combining the outputs of these methods shows that appearance-based characteristics of image such as color and texture can successfully detect the road and increase accuracy. Another advantage is that this method can extract the road surface in different conditions, including straight or curved roads, suburban or urban environments and theexistence of shadows in the image. Keywords: Road detection, Texture descriptor, Hough transform, Vanishing point, Clustering
مسئله شناسایی جاده از جمله مهم‌ترین مسائل در زمینه هوشمندی خودرو و سیستم‌های کمک به راننده محسوب می‌شود. این مسئله در دو دهه اخیر همواره به عنوان یک موضوع تحقیقاتی مهم مطرح بوده است. امروزه در اثر سوانح رانندگی در جاده‌ها، روزانه تعداد زیادی جان خود را از دست می‌دهند؛ بنابراین استفاده از سیستم‌های هوشمند و کمک به راننده می‌تواند تا حد قابل توجهی خطرات ناشی از رانندگی را کاهش دهد. علاوه بر موارد ذکر شده، ناوبری موفّق ربات‌ها در محیط های شهری نیز تا حد زیادی وابسته به شناسایی جاده است. در حقیقت، برای اینکه ربات خودمختار بتواند مسیر بین نقطه شروع و مقصد را با موفّقیت طی کند لازم است که شناخت دقیقی از جاده پیش روی خود داشته باشد و در مسیر حرکت خود تلاش کند از سطح جاده خارج نگردد. در این پایان‌نامه سعی بر آن داریم که با استفاده از تک دوربین، شناسایی جاده را انجام دهیم. استفاده از این روش نسبت به روش‌هایی نظیر بینایی استریو، لیزر و رادار از نظر هزینه بسیار مقرون به صرفه‌تر می‌باشد. در این پایان‌‌نامه، به‌منظور شناسایی جاده، 5روش‌ مختلف ارائه‌شده و مورد‌ بررسی قرار گرفته است. در روش اوّل، با فرض تفاوت توزیع رنگ جاده و پس‌زمینه، با استفاده از الگوریتم آبگیر و اطلاعات مربوط به نقطه محو شدن، قطعه‌بندی تصویر را انجام می‌دهیم و به‌وسیله آن، روشی برای شناسایی و حذف سایه از تصویر معرفی می‌کنیم که در مرحله پیش‌پردازش مورد استفاده قرار می‌گیرد. در روش دوّم، بر اساس اطلاعات رنگی پیکسل‌های تصویر، به‌خوشه‌بندی آن‌ها پرداخته و با به دست آوردن خوشه شامل سطح جاده، مدل اوّلیه‌ای برای جاده به دست می‌آوریم. برای این‌که روش شناسایی جاده نسبت به شرایط مختلف قدرتمندتر باشد لازم است علاوه بر ویژگی‌های رنگی، از تفاوت موجود در بافت جاده و پس‌زمینه تصویر نیز بهره بگیریم. برای این منظور، در روش سوم، با استفاده از توصیفگر بافت هارالیک و ویژگی‌هایی نظیر تضاد رنگ، بی‌نظمی و غیره و اعمال آن‌ها به یادگیر، اقدام به دسته‌بندی پیکسل‌ها می‌کنیم. در روش چهارم، از توصیفگر بافت قطعه‌بندی بر اساس بعد فراکتال استفاده کرده و دسته‌بندی پیکسل‌ها را انجام می‌دهیم. این روش خودروهای موجود در جاده را به‌دلیل تفاوت یکنواختی آن‌ها با سطح جاده به‌خوبی به‌عنوان پس‌زمینه تصویر شناسایی می‌کند، اما همچنان وجود سایه می‌تواند این روش را با دشواری‌هایی رو‌به‌رو سازد. برای حل این مشکل، در روش پنجم، از یک یادگیر دیگری بهره گرفته و بر اساس توصیفگر بافت الگوی دوتایی محلی، اقدام به برچسب‌زنی پیکسل‌ها می‌کنیم. این توصیفگر نسبت به تغییرات یکنواخت سطح روشنایی مقاوم بوده و همین امر باعث پایداری بیش‌تر این روش نسبت به شرایط وجود سایه و یا تابش نور شدید به سطح جاده می‌شود. علاوه‌بر موارد ذکر شده، با استفاده از نقطه محو شدن تصویر، تخمینی از صاف یا پیچ‌دار بودن جاده به دست آورده و در جاده‌های صاف،کناره‌های جاده را محاسبه می‌کنیم. همان‌طور که بیان شد، هریک از روش‌های مطرح شده دارای مزایا و معایبی است که آن را نسبت به سایر روش‌ها متمایز می‌سازد. تلفیق خروجی‌های حاصل از این روش‌ها نشان می‌دهد که ویژگی‌های ظاهری تصویر در کنار ویژگی‌های مربوط به بافت می‌تواند به‌صورت موفّقیت‌آمیزی شناسایی جاده را انجام دهد و دقّت محاسبات را افزایش دهد و در شرایط مختلف از جمله مسیرهای صاف یا دارای پیچ ، محیط‌های برون شهری یا درون شهری، وجود سایه در تصویر و غیره نیز با موفّقیت سطح جاده را استخراج نماید. کلمات کلیدی : شناسایی جاده، توصیفگر بافت، تبدیل هاف، خط افق، خوشه‌بندی

ارتقاء امنیت وب با وف بومی