Publication: Deep learning-based waterline detection for autonomous surface vessel navigation
dc.contributor.affiliation | #PLACEHOLDER_PARENT_METADATA_VALUE# | en_US |
dc.contributor.author | Muhammad Ammar Mohd Adam | en_US |
dc.contributor.supervisor | Zulkifli Zainal Abidin, Ph.D | en_US |
dc.contributor.supervisor | Hasan Firdaus Mohd Zaki, Ph.D | en_US |
dc.date.accessioned | 2024-10-08T03:17:44Z | |
dc.date.available | 2024-10-08T03:17:44Z | |
dc.date.issued | 2020 | |
dc.description.abstract | Visual-based obstacle detection from an autonomous surface vessel (ASV) is a complex task due to high variance of scene properties such as different illumination and presence of reflections. One approach in implementing the task is through extracting waterlines to enable inferring of vessel orientation and obstacles presence. Classical computer vision algorithms for detection holds limitation in robustness and scalability. With recent breakthroughs in deep neural network architectures, vision-based object detection is seen to obtain high performance. In this work, the Deep Learning models based on Convolutional Neural Network (CNN) to implement binary semantic segmentation is studied. This architecture identifies each pixel to water and non-water classes. In purpose of benchmarking models, Fully Convolutional Network (FCN), SegNet and U-Net are trained on a publicly available dataset, IntCatch Vision Data Set (ICVDS), to evaluate the performance. From the experiments carried out, quantitative results show effectiveness of the models with accuracy all above 95.55% and lowest average speed of 11 frames per second. To improve, pre-trained networks (VGG 16, Resnet-50 and MobileNet) are used as a backbone, obtaining an improved accuracy above 98.14% with lowest inferring speed of 10 frame per second. Using the developed ASV, new dataset of 143 images called Malaysia ASV Dataset (MASVD) is collected, labelled and made publicly available. The trained models are tested with the newly collected dataset obtaining accuracy of 75%. The high accuracy performance results at near real-time speed using standard PC running on Nvidia GTX1080 shows potential for the models to be employed for collision avoidance algorithm in ASV navigation. | en_US |
dc.description.abstractarabic | يعد اكتشاف العوائق المرتكزة على المرئيات من سفينة سطحية مستقلة (ASV) مهمة معقدة بسبب التباين العالي لخصائص المشهد مثل الإضاءة المختلفة ووجود انعكاسات. يتمثل أحد الأساليب في تنفيذ المهمة في استخراج خطوط المياه لتمكين استنتاج اتجاه السفينة ووجود العقبات. خوارزميات رؤية الكمبيوتر الكلاسيكية للكشف تحمل قيودًا على المتانة وقابلية التوسع. مع التطور الكبير حديثا في تصاميم الشبكات العصبية العميقة ، فإن اكتشاف الكائنات المبنية على الرؤية يحقق أداءً عاليًا. في هذا العمل ، تم دراسة نماذج التعلم العميق القائمة على الشبكة العصبية التلافيفية (CNN) لتنفيذ تجزئة الدلالي الثنائي. تحدد هذه البنية كل بيكسل للفئات المائية وغير المائية. لأغراض نماذج التقييم ، يتم تدريب الشبكة التوافقيّة الكاملة (FCN) و SegNet و U-Net على مجموعة بيانات متاحة للجمهور المسمى باختصار IntCatch Vision Data Set (ICVDS) ، لتقييم الأداء. من التجارب التي أجريت في هذا العمل ، أظهرت النتائج الكمية فعالية النماذج بدقة تزيد عن 95.55٪ بسرعة لا تقل عن 11 إطارات في الثانية. للتحسين ، يتم استخدام الشبكات المدربة مسبقًا (VGG 16 و Resnet-50 و MobileNet) كعمود أساسي ، حيث تحصل على دقة محسّنة تفوق 98.14٪ بأقل سرعة استدلالية تبلغ 10 إطارًا في الثانية. باستخدام ASV المطوّر ، يتم تجميع مجموعة بيانات جديدة من 143 صورة تدعى Malaysia ASV Dataset (MASVD) وتصنيفها وإتاحتها للجمهور. يتم اختبار النماذج المدربة باستخدام مجموعة البيانات التي تم جمعها حديثًا والحصول على دقة بنسبة 75٪. يؤدي الأداء العالي الدقة إلى السرعة في قرب الوقت الفعلي باستخدام أجهزة الكمبيوتر القياسية التي تعمل على Nvidia GTX1080 ، مما يدل على إمكانية استخدام الطرز في خوارزمية تجنب الاصطدام في التنقل ASV. | en_US |
dc.description.identifier | Thesis : Deep learning-based waterline detection for autonomous surface vessel navigation /by Muhammad Ammar bin Mohd Adam | en_US |
dc.description.identity | t11100393625MuhammadAmmarBinMohdAdam | en_US |
dc.description.kulliyah | Kulliyyah of Engineering | en_US |
dc.description.nationality | Malaysian | en_US |
dc.description.notes | Thesis (MSMCT)--International Islamic University Malaysia, 2020. | en_US |
dc.description.physicaldescription | xiii, 50 leaves : colour illustrations ; 30cm. | en_US |
dc.description.programme | Master of Science (Mechatronics Engineering) | en_US |
dc.identifier.uri | https://studentrepo.iium.edu.my/handle/123456789/7086 | |
dc.language.iso | en | en_US |
dc.publisher | Kuala Lumpur : Kulliyyah of Engineering, International Islamic University Malaysia, 2020 | en_US |
dc.title | Deep learning-based waterline detection for autonomous surface vessel navigation | en_US |
dc.type | Master Thesis | en_US |
dspace.entity.type | Publication |
Files
Original bundle
1 - 2 of 2
Loading...
- Name:
- t11100393625MuhammadAmmarBinMohdAdam_24.pdf
- Size:
- 343.62 KB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- 24 pages file
Loading...
- Name:
- t11100393625MuhammadAmmarBinMohdAdam_SEC.pdf
- Size:
- 1.5 MB
- Format:
- Adobe Portable Document Format
- Description:
- Full text secured file
License bundle
1 - 1 of 1