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Master's Dissertation
DOI
https://doi.org/10.11606/D.18.2018.tde-11122018-213600
Document
Author
Full name
Natália Ribeiro Panice
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2018
Supervisor
Committee
Cunha, André Luiz Barbosa Nunes da (President)
Gonzaga, Adilson
Kraus Junior, Werner
Title in Portuguese
Método de detecção automática de eixos de caminhões baseado em imagens
Keywords in Portuguese
Caminhões
Detecção de eixos
OpenCV
Processamento de imagens
Python
Transformada de Hough
Abstract in Portuguese
A presente pesquisa tem por objetivo desenvolver um sistema automático de detecção de eixos de caminhões a partir de imagens. Para isso, são apresentados dois sistemas automáticos: o primeiro para extração de imagens de caminhões a partir de filmagens de tráfego rodoviário feitas em seis locais de uma mesma rodovia situada no Estado de São Paulo, e o segundo, para detecção dos eixos dos caminhões nas imagens. Ambos os sistemas foram fundamentados em conceitos de Processamento de Imagens e Visão Computacional e o desenvolvimento foi feito utilizando programação em linguagem Python e as bibliotecas OpenCV e SciKit. O salvamento automático das imagens de caminhões foi necessário para a construção do banco de imagens utilizado no outro método: a detecção dos eixos dos veículos identificados. Neste estágio foram realizadas a segmentação da imagem do caminhão, a detecção propriamente dita e a classificação dos eixos. Na segmentação dos veículos, utilizou-se as técnicas de limiarização adaptativa seguida de morfologia matemática e em outra ocasião, o descritor de texturas LBP; enquanto na detecção, a Transformada de Hough. Da análise de desempenho desses métodos, a taxa de salvamento das imagens foi 69,2% considerando todos os caminhões que se enquadraram nos frames. Com relação às detecções, a segmentação das imagens dos caminhões feita utilizando limiarização adaptativa com morfologia matemática ofereceu resultados de 57,7% da detecção do total de eixos dos caminhões e 65,6% de falsas detecções. A técnica LBP forneceu, para os mesmos casos, respectivamente, 68,3% e 84,2%. O excesso de detecção foi um ponto negativo dos resultados e pode ser relacionado aos problemas do ambiente externo, geralmente intrínsecos às cenas de tráfego de veículos. Dois fatores que interferiram de maneira significativa foram a iluminação e a movimentação das folhas e galhos das árvores devido ao vento. Desconsiderando esse inconveniente, derivado dos fatores recém citados, as taxas de acerto dos dois tipos de segmentação aumentariam para 90,4% e 93,5%, respectivamente, e as falsas detecções mudariam para 66,5% e 54,7%. Desse modo, os dois sistemas propostos podem ser considerados promissores para o objetivo proposto.
Title in English
Truck axle detection automatic method based on images
Keywords in English
Axle detection
Hough Transform
Image processing
OpenCV
Python
Trucks
Abstract in English
This research aims to develop an automatic truck axle detection system using images. Two automatic systems are presented: one for the extraction of truck images from road videos recorded in a São Paulo state highway and one for the axle detection on images. Both systems are based on Image Processing and Computational Vision techniques, with using programming in Python and OpenCV and SciKit libraries. The truck image extraction system was necessary for the creation of image base, to be used on the axle detection system. Thereunto, image segmentation, axle detection and classification on images were made. In segmentation was used adaptive threshold technique, followed by mathematical morphology and on another time, LBP texture descriptors; for detection, was used Hough Transform. Performance analysis on these methods wielded 69.2% on image save rate, on trucks entirely framed on the image. About axle detection, the truck image segmentation using a combination of adaptive threshold and mathematical morphology wielded 57.7% on axle detection, whilst achieving 65.6% of false detection. Using LBP wielded, on the same images, 68.3% on axle detection and 84.2% of false detection. These excesses was a negative result and can be related to intrinsic issues on the external road traffic environment. Two main factors affected the result: lighting condition changes and the movement of tree leaves and branches. Disregarding these two factors, the proposed system had 90.4% axle truck detection rate using adaptive threshold and mathematical morphology and 93.5% using LBP, and the false detection, changed for 66.5% e 54.7%. Thus, both proposed systems are considered promising.
 
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Publishing Date
2018-12-13
 
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