近年來(lái),隨著公路網(wǎng)絡(luò)的日益完善和機(jī)場(chǎng)數(shù)量的增加,道面養(yǎng)護(hù)與管理已成為我國(guó)交通行業(yè)領(lǐng)域亟待解決的一項(xiàng)重要任務(wù)。裂縫是道面大多病害的早期形態(tài),及時(shí)準(zhǔn)確地發(fā)現(xiàn)裂縫可以最大程度地降低維護(hù)成本,提高養(yǎng)護(hù)效率。隨著國(guó)家“交通強(qiáng)國(guó)建設(shè)綱要”戰(zhàn)略的推進(jìn),如何利用機(jī)器視覺(jué)技術(shù)實(shí)現(xiàn)高性能自動(dòng)化的道面裂縫精準(zhǔn)檢測(cè)技術(shù),已成為當(dāng)前研究的熱點(diǎn)問(wèn)題之一。針對(duì)實(shí)際裂縫檢測(cè)應(yīng)用中光照條件差、圖像對(duì)比度差和噪聲強(qiáng)烈等干擾導(dǎo)致依靠單一傳感器出現(xiàn)裂縫的誤判和漏檢問(wèn)題,本文開(kāi)展相關(guān)研究工作:在深入分析了紅外和可見(jiàn)光傳感器的成像原理和其在裂縫檢測(cè)應(yīng)用中特性互補(bǔ)的基礎(chǔ)上,提出基于紅外和可見(jiàn)光圖像信息融合的道面裂縫檢測(cè)方案。該方案使用紅外傳感器和可見(jiàn)光傳感器同步采集道面圖像,并使用基于顯著區(qū)域幾何特征提取的配準(zhǔn)方法,實(shí)現(xiàn)道面紅外和可見(jiàn)光圖像的同步獲取。為了進(jìn)一步提高基于可見(jiàn)光圖像路面裂縫識(shí)別算法的精度、魯棒性和檢測(cè)速度,提出了一種基于稠密連接與深度監(jiān)督的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)道面裂縫識(shí)別算法。算法通過(guò)網(wǎng)絡(luò)層間進(jìn)行稠密連接及對(duì)多個(gè)尺度隱藏層進(jìn)行深度監(jiān)督的方式,提高了不同尺度下裂縫特征提取能力和信息互補(bǔ)度,并設(shè)計(jì)類別平衡交叉熵?fù)p失函數(shù)以增大裂縫像素... 

【文章來(lái)源】：中國(guó)民航大學(xué)天津市

【文章頁(yè)數(shù)】：67 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

009-2018年公路養(yǎng)護(hù)里程比例面對(duì)公路和機(jī)場(chǎng)道面養(yǎng)護(hù)的急迫需求，如何實(shí)現(xiàn)道面的高效率、大范圍的檢

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文10第二章道面紅外與可見(jiàn)光圖像的采集與配準(zhǔn)2.1紅外和可見(jiàn)光圖像成像原理及特性分析電磁波廣泛存在人們的生活中且覆蓋面廣泛，盡管類如紫外線、無(wú)線電波無(wú)法被人眼視覺(jué)觀測(cè)到，但通過(guò)各類先進(jìn)光學(xué)儀器的采集后，可應(yīng)用于衛(wèi)星信號(hào)、手機(jī)通信、遙控、紅外監(jiān)控、醫(yī)療器械等多個(gè)方面。圖2-1為電磁波的光譜結(jié)構(gòu)，其中波長(zhǎng)范圍一般為78.0~38.0m的電磁波即為可被人眼視覺(jué)感知到的可見(jiàn)光，而紅外線（Infrared）是一種波長(zhǎng)比可見(jiàn)光長(zhǎng)的非可見(jiàn)光，其范圍一般為1000~75.0mm。圖2-1電磁波的光譜結(jié)構(gòu)1、紅外圖像成像原理及特性分析自然界的任何物質(zhì)只要其溫度高于絕對(duì)零度（-273.15℃）即為紅外光輻射源，每時(shí)每刻都向周圍發(fā)射出與其表面的熱分布場(chǎng)對(duì)應(yīng)的紅外輻射，此類輻射特性類似于可見(jiàn)光，但無(wú)法被人類視覺(jué)觀測(cè)到，而使用紅外熱像儀可捕捉物體所發(fā)射出的紅外輻射，并生成紅外圖像。紅外熱像儀的工作原理如下：1、紅外熱像儀鏡頭接收到物體發(fā)出的紅外輻射，并將其投射在紅外探測(cè)器焦平面陣列（FocalPlaneArrays，F(xiàn)PA），F(xiàn)PA中的熱探測(cè)元接受到紅外輻射后將溫度升高，然后通過(guò)讀出電路進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換并生成數(shù)字信號(hào)。2、FPGA（FieldProgrammableGateArray）對(duì)紅外探測(cè)器焦平面陣列生成的數(shù)字信號(hào)進(jìn)行處理，從而獲得與被測(cè)物體各部分溫度相對(duì)應(yīng)的紅外熱像圖。圖2-2為紅外熱像儀的成像原理。紅外圖像可再現(xiàn)了被測(cè)物體表面的溫度和其對(duì)應(yīng)的輻射發(fā)射率，其中像素值對(duì)應(yīng)了紅外圖像中物體溫度值高低，部分紅外熱像儀還可將物體表面具體的溫度以csv格式溫度陣列記錄下來(lái)，方便使用者對(duì)

中國(guó)民航大學(xué)碩士學(xué)位論文11被測(cè)物體的表面具體溫度分布信息進(jìn)行充分利用。由于紅外輻射穿透煙、霧、大氣等障礙物的能力性強(qiáng)，不易受到周圍光照環(huán)境的影響，因此紅外系統(tǒng)被廣泛用于目標(biāo)檢測(cè)、軍事偵察等方面。圖2-2紅外熱像儀的成像原理由于這種圖像是根據(jù)物體表面各部分的熱輻射特性成像，并根據(jù)實(shí)際熱成像系統(tǒng)輸出的結(jié)果，因此利用不同物體材質(zhì)的差異或物體表面不同部位間溫度差異的特點(diǎn)，使用紅外熱成像技術(shù)對(duì)不同場(chǎng)景進(jìn)行目標(biāo)識(shí)別或病害檢測(cè)，其優(yōu)點(diǎn)如下：（1）較好地給出目標(biāo)存在特性和位置特性。由于在自然環(huán)境下，紅外熱像儀主要依靠捕捉場(chǎng)景中物體表面的溫度和熱輻射，且被測(cè)物體溫度普遍異常于各種干擾物的溫度，因此我們可以根據(jù)熱像圖準(zhǔn)確判斷出被測(cè)物體存在的位置。（2）自然環(huán)境下受干擾程度校針對(duì)于目標(biāo)識(shí)別或病害檢測(cè)問(wèn)題，紅外熱像圖不易受到光照環(huán)境、視覺(jué)遮擋物、風(fēng)沙煙霧等干擾物的影響，因此其環(huán)境適應(yīng)能力遠(yuǎn)高于可見(jiàn)光圖像。而在可見(jiàn)光圖像中，圖像處理算法對(duì)這些干擾因素敏感，導(dǎo)致后續(xù)目標(biāo)檢測(cè)或物體識(shí)別出現(xiàn)較大誤判。但由于紅外傳感器中探測(cè)器尺寸、制造成本和空間采樣頻率等限制，紅外圖像大多因欠采樣存在空間分辨率較低、成像效果差、信號(hào)混疊的缺點(diǎn)，圖像缺乏可見(jiàn)光圖像較清晰的細(xì)節(jié)紋理信息，且由于熱傳遞效應(yīng)，導(dǎo)致被測(cè)物體邊緣模糊，溫度區(qū)間界限不明顯。此外，由于景物熱平衡、光波波長(zhǎng)較長(zhǎng)等原因，紅外圖像存在對(duì)比度低、視覺(jué)效果模糊的缺點(diǎn)。2、可見(jiàn)光圖像成像原理及特性分析由于可見(jiàn)光能夠激發(fā)人類眼睛視網(wǎng)膜產(chǎn)生視覺(jué)的輻射能，因此人類可通過(guò)可見(jiàn)光色彩信息獲得大量的世界客觀景象�？梢�(jiàn)光圖像傳感器利用鏡頭接受并折射物體反射的光，并通過(guò)電耦合器件CCD（Charge-coupleddevice）獲取，從而將光學(xué)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]改進(jìn)的全局卷積網(wǎng)絡(luò)在路面裂縫檢測(cè)中的應(yīng)用[J]. 李剛,高振陽(yáng),張新春,趙懷鑫,劉卓.  激光與光電子學(xué)進(jìn)展. 2020(08)
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[3]基于深度學(xué)習(xí)的橋梁裂縫檢測(cè)算法研究[J]. 李良福,馬衛(wèi)飛,李麗,陸鋮.  自動(dòng)化學(xué)報(bào). 2019(09)
[4]基于可見(jiàn)光—紅外光圖像融合的蘋果缺陷檢測(cè)算法[J]. 陳乾輝,吳德剛.  食品與機(jī)械. 2018(09)
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碩士論文
[1]基于語(yǔ)義分割的車載路面裂縫自動(dòng)識(shí)別技術(shù)研究[D]. 魏芳.長(zhǎng)安大學(xué) 2019



本文編號(hào)：3224545