Mobil robot platformu üzerinde DSP tabanlı gerçek zamanlı çalışan şerit tespiti algoritmasının geliştirilmesi ve optimizasyonu
Development and optimization of DSP (Digital Signal Processor) based real time lane detection algorithm on a mobile robot platform
Yazar: GÜRKAN KÜÇÜKYILDIZ
Danışman: DOÇ. DR. HASAN OCAK
Kocaeli Üniversitesi / Fen Bilimleri Enstitüsü / Mekatronik Mühendisliği Ana Bilim Dalı
Derece: Yüksek Lisans, 2012
Konu: Mekatronik Mühendisliği = Mechatronics Engineering

Özet:
Bu çalışmada, otonom araçların kontrolünde önemli problemlerin arasındaolan görüntü işleme tabanlı gerçek zamanlı şerit takibi üzerinde çalışılmıştır. Mobilrobotun hareketi birbirinden bağımsız olarak çalışan dört adet DC motorlasağlanmıştır. Görüntü işleme kodu Visual DSP 5.0 ortamında geliştirilmiş vegeliştirilen bu kod ADSP BF561 EZ KIT LITE geliştirme kartı ile BF-561 işlemcisiüzerinde çalıştırılmıştır. Başlangıçta saniyede sadece üç görüntü işleyebilen görüntüişleme kodu, yapılan optimizasyon sonrasında gerçek zamanlı olarak çalışabilecekhale getirilmiştir.Çalışmanın görüntü işleme kısmında görüntünün Hough dönüşümü alındıktan sonraelde edilen Hough çizgileri aday şerit çizgileri olarak belirlenmiştir. Elde edilen buHough çizgileri arasından istenilen şerit çizgilerinin bulunabilmesi için çeşitlieliminasyonlar yapılmıştır. Şerit çizgileri bulunduktan sonra perspektif dönüşümüalınarak şerit çizgilerinin gerçek dünya koordinatlarındaki konumları bulunmuştur.Şerit çizgilerinin gerçek dünya koordinatları ve mobil robotun merkezi kullanılarakmobil robotun yönelim açısı belirlenmiştir.Geliştirilen mobil robot platformu ve şerit bulma algoritması şerit çizgilerinin kesikliolması, ortamda az ışık olması, ortamda fazla ışık olması ve tek şerit çizgisi olmasıdurumlarında denenmiştir. Bütün bu koşullar altında algoritmanın başarılı olarakçalıştığı ve ortamdaki bozucu etkilerden etkilenmeden şerit çizgisini tespit edebildiğigözlenmiştir.

Abstract:
In this study, image processing based real time lane detection, which is theone of significant problems in aotonomous vehicles control, was explored. A mobilerobot platform was developed for such purpose. The motion of the mobile robot wasprovided by four (direct current) DC motors which were independently controlled.Image processing code was developed on Visual DSP 5.0 environment and the codewas run on BF-561 processor embedded in ADSP BF561 EZ KIT LITE evaluationboard. After the optimization of the image processing code, the number of processedframes processed per second increased from 3 to 30, which should be satisfactory forreal time applications.In the image processing algorithm, Hough lines which were obtained from the Houghtransform of image, were called candidate lane marks. Various elimination methodswere implemented on these candiate lane marks to detect the actual lane marks. Afterthe determination of the actual lane marks, the real world coordinates of the lanemarks were computed by using inverse perpective mapping. The heading angle ofmobile robot was determined based on the position of the lane marks and the centerof the mobile robot.The developed mobile robot platform and the lane detection algorithm was testedunder various conditions including dashed lane marks, varying lighting conditions,and presence of one lane mark only. It was observed that the algorithm performedsuccessfully and detected lane marks even in the presence of various disturbanceeffects under these conditions.