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采用多尺度特征增强的路面病害检测模型

西安交通大学学报 2024年

作者：胡鹏夏晓华钟预全段智威姚运仕成高立长安大学道路施工技术与装备教育部重点实验室陕西高速机械化工程有限公司

针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题，提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。首先，构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块，通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络... 详细信息

针对现有网络多尺度特征提取能力不足造成路面病害因尺寸差异难以完全识别的问题，提出了一种多尺度特征增强的路面病害检测模型。首先，构建基于混合空洞卷积的快速空间金字塔池化模块，通过堆叠不同膨胀系数的空洞卷积进一步扩大网络感受野以实现更大范围上下文信息的捕捉并保留更多的空间信息。其次，设计多路径特征融合网络，通过多分支和跳跃连接实现跨层级的特征捕捉并减少特征融合过程中的信息丢失。接着，采用K-means聚类算法结合交叉比获得合理的瞄点框。此外，在损失函数中设计一种面积惩罚项并设置下降梯度，提高预测框回归精度与效率。最后，通过引入跨通道交互的高效注意力实现模型重要通道间的交互。实验结果表明，本文模型的检测精度比原模型高出了4.0%，与Faster R-CNN、CenterNet等经典模型和YOLOv8s、YOLOv7n-tiny等先进模型相比，检测精度提高了约1.0%～17.9%。模型经TensorRT优化加速后，在NVIDIA Jetson TX2与NVIDIA Jetson Nano平台上的检测速率提高近2倍，同时不影响检测精度。本文模型检测路面病害更加准确且高效，在实际道路病害检测中具有良好的工程应用价值。

关键词：路面病害检测多尺度特征增强混合空洞卷积特征融合网络高效通道注意力嵌入式平台

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基于双相机立体摄影测量的路面裂缝识别方法

中国公路学报 2015年第10期28卷 18-25,40页

作者：宋宏勋马建王建锋崔国丽长安大学陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064 长安大学汽车学院陕西西安710064

为了实现对路面损坏裂缝的快速检测,提出了一种基于双相机立体摄像测量的路面损坏裂缝快速识别方法。运用2台面阵相机,1台垂直拍摄,1台倾斜拍摄,对路面同一物点建立2台相机之间的映射关系。利用映射关系,计算出倾斜拍摄图像变换后的图像... 详细信息

为了实现对路面损坏裂缝的快速检测,提出了一种基于双相机立体摄像测量的路面损坏裂缝快速识别方法。运用2台面阵相机,1台垂直拍摄,1台倾斜拍摄,对路面同一物点建立2台相机之间的映射关系。利用映射关系,计算出倾斜拍摄图像变换后的图像,将变换后的图像与垂直拍摄的图像进行运算,实现路面裂缝的快速分割识别。结果表明:将倾斜拍摄的路面图像按映射关系变换后获得的新图像与垂直拍摄的路面裂缝图像做相乘运算,可以突出路面的裂缝信息,弱化路面背景信息,实现路面裂缝图像的快速识别;所提出的裂缝识别算法识别效果优于其他几种算法。

关键词：道路工程路面立体摄影测量裂缝检测图像处理相机

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道路标线Beamlet快速精确分割算法

长安大学学报（自然科学版） 2013年第5期33卷 101-108,130页

作者：徐志刚赵祥模杨澜韦娜张立成长安大学道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064

为了提高道路标线识别的精度和速度,提出了一种基于Beamlet的道路标线快速精确分割算法。首先采用双线性插值算法将1 024×1 024像素大小的原始路面标线图像缩小为64×64像素大小的低分辨率图像,然后采用Sobel算子检测出图像中的阶跃边... 详细信息

为了提高道路标线识别的精度和速度,提出了一种基于Beamlet的道路标线快速精确分割算法。首先采用双线性插值算法将1 024×1 024像素大小的原始路面标线图像缩小为64×64像素大小的低分辨率图像,然后采用Sobel算子检测出图像中的阶跃边缘,在对文献中Beamlet基的生成方式和直线目标检测规则进行了改进的基础上,实现了道路标线直线边缘的快速检测。最后融合道路标线的直线边缘与区域灰度信息,将道路标线目标精确地分割出来。研究结果表明:采用改进的Beamlet算法能够准确地检测出路面图像中的标线边缘,对光照、阴影、裂缝、沥青补丁等噪声具有良好的抗噪性能,其处理时间分别为通用Beamlet算法和Hough变换算法的60.6%和7.7%;融合边缘和灰度的分割算法能精确地分割出标线区域,经过1 500张路面图像测试,其准检率(99.0%)明显高于动态阈值与全局阈值结合算法的准检率(73.8%);算法的检测效率和检测精度可满足道路检测车采集图像实时处理的需要。

关键词：交通工程路面养护道路标线图像分割 Beamlet 边缘检测融合分割

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基于图像补偿的隧道衬砌裂缝检测方法

浙江大学学报（工学版） 2022年第7期56卷 1404-1415页

作者：王建锋邱雨刘水宙长安大学汽车学院陕西西安710064 陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064

针对检测平台振动导致隧道衬砌裂缝图像识别准确率低、检测数据可靠性差的问题,提出基于图像补偿的隧道衬砌裂缝检测方法.开发车载式隧道衬砌裂缝检测系统,提出图像帧间自适应运动估计的方法.对采用环境光增强处理得到的图像进行基于特... 详细信息

针对检测平台振动导致隧道衬砌裂缝图像识别准确率低、检测数据可靠性差的问题,提出基于图像补偿的隧道衬砌裂缝检测方法.开发车载式隧道衬砌裂缝检测系统,提出图像帧间自适应运动估计的方法.对采用环境光增强处理得到的图像进行基于特征点匹配的自适应运动估计,建立图像帧间的运动关系,用卡尔曼滤波算法对运动参数进行滤波,去除采集平台的无规则振动,经过双三次插值实现图像补偿.提出基于自适应分块综合滤波和形态学方法的衬砌图像裂缝分割方法,有效地完成裂缝提取和裂缝参数计算.实验结果表明,利用提出的方法能够较好地补偿采集平台的振动误差,准确地提取裂缝信息,实现隧道衬砌裂缝的高精度检测.

关键词：隧道衬砌裂缝图像补偿裂缝检测运动估计形态学处理

基于Hadoop平台的实时多路径交通流分配算法

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中国公路学报 2014年第9期27卷 98-104页

作者：段宗涛李莹郑西彬康军程豪长安大学信息工程学院陕西西安710064 长安大学陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064

为解决采用传统方法进行交通流分配时难以保证交通流均衡性的问题,基于Hadoop大数据计算平台,设计并实现了一种实时多路径交通流分配算法。当需要进行交通流分配的OD对之间存在多条阻抗最小路径时,该算法首先能够搜索到给定OD对的所有... 详细信息

为解决采用传统方法进行交通流分配时难以保证交通流均衡性的问题,基于Hadoop大数据计算平台,设计并实现了一种实时多路径交通流分配算法。当需要进行交通流分配的OD对之间存在多条阻抗最小路径时,该算法首先能够搜索到给定OD对的所有阻抗最小路径集合,然后将该OD对的交通流均匀分配到搜索到的路径集合上,从而实现交通流的均衡分配,避免各个路段实际交通量超过其流量阈值,有效预防后继拥堵的发生,最后对基于Hadoop平台的实时多路径交通流分配算法进行了仿真试验。结果表明:仿真路网中各路段在各个时刻的交通量均值相对于传统方法平均减少了42.3%,交通量方差相对于传统方法平均减少了35.8%,交通量最大值相对于传统方法平均减少了19.4%。

关键词：交通工程交通流分配模型仿真 Hadoop平台交通诱导交通流均衡 OD对

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基于改进梯度相似度核的交通图像去雾算法

中国公路学报 2018年第6期31卷 264-271,280页

作者：汪贵平宋京杜晶晶黄鹤王会峰长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064 长安大学陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064

雾霾天气下,交通图像采集设备获取的降质图像含有较多噪声,图像边缘不突出,整体偏暗且对比度不高,灰白不清。针对传统交通图像滤波和去雾算法存在着滤波效果和边缘保持能力不能兼顾,容易出现噪声斑块,导致去雾后图像质量较低的问题,在... 详细信息

雾霾天气下,交通图像采集设备获取的降质图像含有较多噪声,图像边缘不突出,整体偏暗且对比度不高,灰白不清。针对传统交通图像滤波和去雾算法存在着滤波效果和边缘保持能力不能兼顾,容易出现噪声斑块,导致去雾后图像质量较低的问题,在传统梯度双边滤波基础上,设计了一种新的梯度相似度核,提出了基于改进梯度相似度核的雾霾天气下交通图像去雾算法。新算法首先将采集的含雾图像转换到Lab颜色空间,提升色域宽度,再利用改进梯度相似度核和空间相似度核分别计算图像中每一像素点与滤波框内临近像素点的梯度相似度和空间相似度权值,根据权值对图像进行滤波处理,然后将其转换到RGB颜色空间。最后根据大气光散射模型和暗通道先验原理,对滤波后的交通图像进行去雾处理,得到复原图像。试验结果表明:与传统双边滤波和梯度双边滤波算法相比,使用新算法处理后的复原图像峰值信噪比、归一化灰度差平均提升了13.25%、9.41%和21.76%、22.7%。新算法在保证了滤波效果,避免"噪声斑块"的同时,能够尽可能保持图像边缘细节信息,提升了雾霾天气下交通图像的去雾质量,对加强交通监控,保障交通安全有十分重要的应用价值和现实意义。

关键词：交通工程图像去雾双边滤波梯度滤波算法

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成像偏振在车道线检测与识别中的应用

西南交通大学学报 2019年第2期54卷 415-420页

作者：王会峰张佳佳赵祥模魏飞婷汪贵平长安大学电子与控制工程学院陕西西安710064 陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064

复杂环境下的车道检测是目前智能车和辅助安全驾驶研究的难点和热点.针对外部复杂的道路环境,将光学偏振理论引入传统的车道检测技术,提出了一种基于成像偏振的车道线检测方法.通过对车道线图像基本特征的分析,首先采集3个角度的特殊环... 详细信息

复杂环境下的车道检测是目前智能车和辅助安全驾驶研究的难点和热点.针对外部复杂的道路环境,将光学偏振理论引入传统的车道检测技术,提出了一种基于成像偏振的车道线检测方法.通过对车道线图像基本特征的分析,首先采集3个角度的特殊环境道路偏振图像,获得偏振度图像;然后对偏振度图像作二值化和图像感兴趣区域的划分;再根据车道线边缘的直线特性,进行道路图像的边缘检测从而可以获得车道边缘;最后通过Hough变换原理提出了改进的Hough算法,并得以实现检测出车道标线,计算出汽车行驶偏角.通过仿真和实验验证表明,该方法能够准确地检测和识别出复杂环境下的车道线,车道线的检测偏角与实际偏角之间的误差小于0.3°.

关键词：复杂环境车道线检测 Hough变换偏振成像

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面向车联网的无线网络试验床

交通运输工程学报 2014年第2期14卷 104-111页

作者：段宗涛康军唐蕾卢明明王栋王超长安大学信息工程学院陕西西安710064 长安大学陕西省道路交通智能检测与装备工程技术研究中心陕西西安710064

考虑车联网中待测节点的快速移动性及实现方式多样性等特点,应用网络断层扫描技术,设计并实现了一种面向车联网的无线网络试验床。试验床主要包括网络性能测量单元和测试区域上下游探测单元。用试验床测试了车联网中测试车快速移动对网... 详细信息

考虑车联网中待测节点的快速移动性及实现方式多样性等特点,应用网络断层扫描技术,设计并实现了一种面向车联网的无线网络试验床。试验床主要包括网络性能测量单元和测试区域上下游探测单元。用试验床测试了车联网中测试车快速移动对网络性能的影响。测试性能指标包括网络往返延迟、网络丢包率、网络平均吞吐率等。测试结果表明:随车联网中测试车平均行程速度的增大,无线网络性能指标呈下降趋势。当测试车平均行程速度达到70km·h-1以上时,各项性能指标与20km·h-1时相比下降明显,网络平均往返延迟增加约2.4倍,丢包率提高约10倍,网络平均吞吐率下降约2.6倍。可见,试验床能够实现对车联网无线网络性能指标的有效测量和评估。

关键词：车联网无线通信子系统无线网络试验床网络断层扫描网络性能测量

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路面裂缝图像处理技术综述

南方农机 2024年第10期55卷 11-15,20页

作者：程森豪张志峰马宁长安大学公路养护装备国家工程研究中心陕西西安710064

路面裂缝检测与识别是实现道路养护自动化和智能化的重要技术手段,可以为公路养护决策制定及养护工程实施提供准确全面的信息支撑,对实现路面裂缝的及时高效修复具有非常重要的意义。文章综述了路面裂缝检测与识别技术的研究进展,从图... 详细信息

路面裂缝检测与识别是实现道路养护自动化和智能化的重要技术手段,可以为公路养护决策制定及养护工程实施提供准确全面的信息支撑,对实现路面裂缝的及时高效修复具有非常重要的意义。文章综述了路面裂缝检测与识别技术的研究进展,从图像预处理、图像分割、图像后处理等传统图像处理方法以及基于深度学习的图像分类、目标检测和语义分割等方面详细分析了路面裂缝图像的处理技术,概述了路面裂缝数据集以及构建路面裂缝数据集的方法,并对路面裂缝检测与识别技术的发展趋势进行了展望,可为相关研究人员提供参考。为了进一步提高路面裂缝检测的准确率、稳定性及效率,应构建更大规模的高质量数据集,并结合多尺度、多源数据融合技术全面客观地评估检测算法性能,实现更高效、更准确的智能路面管理。

关键词：路面裂缝裂缝检测裂缝图像裂缝识别深度学习