Velocity estimation using motion blurred images : Application to the characterisation of centrifugal distribution of granular fertiliser.

Estimation de vitesse par analyse d'images acquises en filé : Application à la caractérisation de la distribution centrifuge de granules d'engrais.

Sylvain Villette (1)

1 GAP - Unité Propre de Recherche - Génie des Agroéquipements et des Procédés

This dissertation demonstrates that motion blurred images acquired in the vicinity of the spinning disc of a fertiliser centrifugal spreader can be used to estimate the outlet velocity components of the granules. First, a recursive linear filter is applied to the image to detect the streak axes corresponding to the granule trajectories. This filter was specifically developed for our research by means of the Canny method and an edge model based on an experimental approach. Secondly, the trajectories are identified and characterised using the Hough Transform. Its computation is based on mechanical knowledge derived from spreading analysis. Next, the outlet velocities are deduced from the outlet angle measurements using kinematic relationships. The fertiliser angular distribution is also estimated using the frequency of trajectory identifications in the image. Finally, the spread pattern is computed by means of a ballistic flight model using the above parameters.

Cette thèse montre que l'acquisition d'images en filé au voisinage du disque d'épandage d'un distributeur centrifuge d'engrais constitue une solution pour déterminer les composantes de la vitesse d'éjection des granules. Un filtre linéaire récursif est appliqué sur l'image pour détecter les axes des traces laissées par les granules. Ce filtre est développé en appliquant la méthodologie de Canny à un modèle de contour dont le profil dérive d'une approche expérimentale. Ensuite, les trajectoires sont identifiées et caractérisées au moyen de la transformée de Hough en intégrant les connaissances issues de l'analyse du processus d'épandage. La vitesse d'éjection est alors déduite de l'angle d'éjection par le biais de relations cinématiques. La répartition angulaire du flux d'engrais est également estimée à partir de la fréquence d'identification des trajectoires dans l'image. La répartition au sol de l'engrais est déduite d'un modèle de vol balistique utilisant ces paramètres.

Mots clés: Velocity estimation using motion blurred images : Application to the characterisation of centrifugal distribution of granular fertiliser

Mots clés: acquisition en filé; détection de lignes; transformée de Hough; distributeur centrifuge; épandage d'engrais

Domaines: Informatique [cs]; Mécanique [physics.med-ph]; Traitement du signal et de l'image [eess.SP]

Sylvain Villette. Estimation de vitesse par analyse d'images acquises en filé : Application à la caractérisation de la distribution centrifuge de granules d'engrais.. Informatique [cs]. Université de Bourgogne, 2006. Français. ⟨NNT : ⟩. ⟨tel-00496311⟩