اتصال خودكار بريدگي‌‌ها در شبكه راه‌‌هاي استخراج‌شده به‌وسيله الگوريتم‌‌هاي استخراج راه با استفاده از تكنيك‌‌هاي تبديل رادون و درون‌يابي اسپلاين

Automatic Gap Filling in Road Extraction Using Radon Transformation and Spline Interpolation

دسترسي به اطلاعات راه‌ها اهميت زيادي در كاربردهاي مختلف نظير حمل‌ونقل، كنترل ترافيك، سيستم‌هاي هدايت خودكار وسايل نقليه و مانند اينها دارد. در سال‌هاي اخير طراحي الگوريتم‌‌هاي استخراج راه، هدف مطالعات بسياري از پژوهشگران بوده است. باوجود پيشرفت‌‌هايي كه در اين زمينه حاصل شده است، همچنان نواقصي در عملكرد اين الگوريتم‌‌ها وجود دارد كه يكي از مهم‌ترين آنها وجود بريدگي در شبكه راه‌‌هاي استخراج‌شده است. اين بريدگي‌‌ها ممكن است به‌دلايل مختلفي نظير قرار‌‌گرفتن راه‌‌ها در زير درختان يا واقع‌شدن در سايه باشند. ازآنجاكه پيوسته‌بودن راه‌‌ها يكي از ويژگي‌هاي مهم توپولوژيكي آنهاست، رفع اين نقيصه ضروري به‌نظر مي‌‌رسد. هدف پژوهش حاضر ارايه روشي خودكار براي يافتن و اتصال بريدگي‌‌هاي موجود در راه‌‌هاي استخراج‌شده به‌وسيله الگوريتم‌‌هاي استخراج راه است. در اين الگوريتم ابتدا با استفاده از روشي مبتني بر تبديل رادون سر و ته بريدگي‌‌ها شناسايي مي‌شوند، سپس اين نقاط با به‌كارگيري روشي بر پايه تكنيك درون‌‌يابي اسپلاين به يكديگر متصل مي‌‌شوند. اين الگوريتم روي خروجي يك روش استخراج راه كه در آن چهار بريدگي در راه‌‌هاي مستقيم و دو بريدگي در تقاطع‌ها وجود دارد، پياده‌‌سازي شد. نتايج نشان دادند كه الگوريتم قادر به اتصال تمام بريدگي‌‌هاي واقع در راه‌‌هاي مستقيم بود، ولي دو مورد بريدگي در تقاطع‎ها را نتوانست الگوريتم متصل كند. بنابر‌‌اين مي‌‌توان گفت كه صرف‌نظر از محل بريدگي كه در راه‌‌هاي مستقيم يا در تقاطع‌ها واقع شده‌‌اند، الگوريتم حدود 7/66 درصد از بريدگي‌‌هاي موجود در تصوير را شناسايي و متصل كرده است. اين الگوريتم در محيط نرم‌‌افزار MATLAB برنامه‌‌نويسي شد.

The availability of information about roads has great importance in various applications such as transportation, traffic control systems, automatic navigation system, etc. In recent years, designing new road extraction algorithms has become the target of many studies by researchers. Despite the achieved progress, there are some defects in this field. The gaps in detected roads are one the most important of them. The gaps are appeared due to getting placed under trees, shadow or any other reason. Since the continuity of roads is a momentous topological trait, so filling the gaps seems necessary. The main aim of this paper is to provide a method to automatic find and fill the existing gaps in the extracted road net. Our algorithm first applies the Radon transformation to find the source and destination endpoints of the gaps, then connect these points together using Spline interpolation. This algorithm is implemented on a real detected road which has 4 gaps in straight roads and 2 gaps in junctions. The experiment shows that the proposed algorithm can correctly fill all of the gaps in straight roads, but it is not able to fill the gaps in junctions. So, regardless of the location of the gap, straight road or junction, it can be said that about 66.7% of the existing gaps was filled by the algorithm. This gap filling algorithm is implemented in MATLAB software.