Wykrywanie przewodów napowietrznych w obrazie cyfrowym w czasie rzeczywistym z użyciem FPGA

• Autorzy: Kowalski Paweł , Smyk Robert

Identyfikatory

DOI

10.21008/j.1897-0737.2019.100.0009

Warianty tytułu

EN

FPGA implementation of realtime detection of high voltage lines in digital image

• Konferencja: Computer Applications in Electrical Engineering (15-16.04.2019 ; Poznań, Polska)
• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

W artykule zaprezentowano projekt architektury oraz sprzętową implementację toru przetwarzania obrazu dedykowanego do wykrywania przewodów napowietrznych w czasie rzeczywistym. Detekcję przewodów zaimplementowano w postaci potokowej procedury sprzętowej przy użyciu algorytmów wykrywania krawędzi, a następnie ich redukcji. Projekt przetestowano w środowisku FPGA Intel Cyclone V. Przeanalizowano opóźnienia i złożoność sprzętową zsyntezowanej struktury w FPGA. Oszacowano również maksymalną szybkość przetwarzania obrazu z użyciem zaproponowanej implementacji.

EN

The paper presents the architecture design and hardware implementation of a custom image processing module dedicated for detection of high voltage lines in real time. It has been implemented in the form of a pipelined hardware procedure using edge detection and reduction algorithm. The design was tested in the Intel Cyclone V FPGA environment. Time and hardware complexity of the synthesized structure in FPGA were analyzed. The maximum image processing speed was also estimated using the proposed implementation.

Słowa kluczowe

PL

wykrywanie krawędzi; przetwarzanie obrazu; wykrywanie linii wysokiego napięcia; FPGA

• Wydawca: Wydawnictwo Politechniki Poznańskiej
• Czasopismo: Poznan University of Technology Academic Journals. Electrical Engineering
• Rocznik: 2019
• Tom: No. 100
• Strony: 99--110
• Opis fizyczny: Bibliogr. 17 poz., rys., tab.

Twórcy

autor

Kowalski Paweł

• Politechnika Gdańska

autor

Smyk Robert

• Politechnika Gdańska

Bibliografia

• [1] Wu Y., Zhao G., Hu J., Ouyang Y., Wang S., He J., Gao F., Wang S., Overhead Transmission Line Parameter Reconstruction for UAV Inspection Based on Tunneling Magnetoresistive Sensors and Inverse Models, IEEE Transactions on Power Delivery, ISSN 0885-8977, pp. 1937–4208, 2019.
• [2] Dong X., Qu F., Li Y., Wu Z., Chen Z., Lai Q., Liu G., Electric field simulation and discharge distance measurement between UAV and overhead line, in 2018 12th International Conference on the Properties and Applications of Dielectric Materials (ICPADM), Xi’an, 2018, pp. 633–636.
• [3] Miralles F., Hamelin P., Lambert G., Lavoie S., Pouliot N., Montfrond M., Montambault S., LineDrone Technology: Landing an Unmanned Aerial Vehicle on a Power Line, in 2018 IEEE International Conference on Robotics and Automation (ICRA), Brisbane, QLD, 2018, pp. 6545–6552.
• [4] Yetgin O.E., Senturk Z., Gerek O.N., A comparison of line detection methods for power line avoidance in aircrafts, in 2015 9th International Conference on Electrical and Electronics Engineering (ELECO), Bursa, 2015, pp. 241–245.
• [5] Gu H.-L., Wei T.-T., Cheng L.-R., Battery charging and handling system for electric vehicles. 2000.
• [6] Ligrano R., Battery exchange station and a method of changing therein. 2008.
• [7] Park J.S., Kim W.-K., Park H.-J., Moon H.S., Choi W., Jeong J., Yu C.M., Do Yang J., Shin Y., Park J.-H., others, Battery exchanging method for electric vehicle. 2015.
• [8] Kim J., Song I., Choi W., An Electric Bus with a Battery Exchange System, Energies, Volume 8, Number 7, ISSN 1996-1073, 2015.
• [9] Rouissiya M., Abbassi I.E., Amghar B., Jaafari A., Darcherif A.-M., Saad A., Electrical energy wireless transfert: Application to electric roads, in 2017 15th International Conference on Electrical Machines, Drives and Power Systems (ELMA), Sofia, Bulgaria, 2017, pp. 309–313.
• [10] Jeong S., Jang Y.J., Kum D., Economic Analysis of the Dynamic Charging Electric Vehicle, IEEE Transactions on Power Electronics, Volume 30, Number 11, ISSN 0885-8993, 1941-0107, 2015.
• [11] Lee S., Huh J., Park C., Choi N.-S., Cho G.-H., Rim C.-T., On-Line Electric Vehicle using inductive power transfer system, in 2010 IEEE Energy Conversion Congress and Exposition, Atlanta, GA, 2010, pp. 1598–1601.
• [12] Zalewska A., Budowa i zasada działania trolejbusu na przykładzie Solaris Trollino 12, Autobusy: technika, eksploatacja, systemy transportowe, Volume 18, 2017.
• [13] Siemens AG, eHighway Innovative electric road foreight transport. 2017.
• [14] Burns J.B., Hanson A.R., Riseman E.M., Extracting Straight Lines, IEEE Transactions on Pattern Analysis & Machine Intelligence, Volume 8, Number 4, 1986, pp. 425–455.
• [15] Open Source Computer Vision Library, Reference Manual, 2014.
• [16] Terasic, DE10-nano Cyclone V Soc with Dual-core ARM Cortex-A9 User Manual. 2018.
• [17] OV7670/OV7171 CMOS VGA(640X480) CameraChip with OmniPixel Technology Advances Information Preliminary Datasheet. 2005.

Uwagi

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2019).