中國高速公路的發(fā)展引起了全世界的關注,同時道路護養(yǎng)的壓力也與日俱增,使得傳統(tǒng)的路面破損人工目測檢測無法滿足需求,人工方法存在效率低、安全性不高等問題,因此,迫切需要一種高效的、高智能化的路面檢測裝置用于檢測路面破損檢測。隨著計算機視覺技術的發(fā)展,許多研究人員提出了路面破損的智能檢測方法,并對其進行了系統(tǒng)的開發(fā)。本文根據(jù)現(xiàn)有方法與系統(tǒng)的不足,以路面破損中的路面裂縫為例,將裂縫分為橫向、縱向、塊狀和龜裂四類,提出了一種實時在線的路面裂縫和位置檢測系統(tǒng),該系統(tǒng)通過圖像處理識別技術來初步判定采集的路面圖像是否存在裂縫,應用北斗導航系統(tǒng)進行裂縫定位,并通過移動通信系統(tǒng)實現(xiàn)裂縫圖片和位置信息進行實時傳輸,最后結合當前非常熱門的人工智能理論,通過卷積神經(jīng)網(wǎng)絡對裂縫進行精確的識別分類。整個系統(tǒng)分上位機和下位機兩部分,下位機主要采用FPGA加以實現(xiàn),裂縫圖片信息和定位信息通過4G傳輸模塊傳輸?shù)缴衔粰C,系統(tǒng)上位機軟件顯示裂縫圖片、裂縫類型、位置和地圖標注等信息。本文完成的主要任務包括:(1)對采集的路面圖像在FPGA上做預處理,并對Sobel邊緣檢測算子進行了改進。根據(jù)現(xiàn)有的圖像預處理算法,對采集的裂縫圖...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第一章 緒論
    1.1 背景意義
        1.1.1 研究背景
        1.1.2 研究意義
    1.2 國內外研究現(xiàn)狀
        1.2.1 國外研究現(xiàn)狀
        1.2.2 國內研究現(xiàn)狀
    1.3 主要研究內容
    1.4 章節(jié)安排
第二章 系統(tǒng)方案及其原理
    2.1 系統(tǒng)總體方案
        2.1.1 系統(tǒng)需求分析
        2.1.2 系統(tǒng)總體方案設計
    2.2 數(shù)字圖像處理
        2.2.1 數(shù)字圖像處理概述
        2.2.2 裂縫圖像處理
    2.3 北斗定位技術
    2.4 本章小結
第三章 硬件系統(tǒng)功能模塊設計及其FPGA實現(xiàn)
    3.1 FPGA及開發(fā)平臺介紹
        3.1.1 FPGA簡介
        3.1.2 軟件開發(fā)平臺
    3.2 硬件系統(tǒng)整體功能結構
    3.3 圖像數(shù)據(jù)采集
        3.3.1 IIC協(xié)議配置
        3.3.2 圖像數(shù)據(jù)接收
    3.4 裂縫圖像處理
        3.4.1 圖像中值濾波
        3.4.2 改進的Sobel邊緣檢測
        3.4.3 形態(tài)學膨脹腐蝕
        3.4.4 圖像特征提取與初步分類
    3.5 北斗定位信息提取
    3.6 4G模塊驅動
    3.7 本章小結
第四章 基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的裂縫圖像識別分類實現(xiàn)
    4.1 圖像識別分類算法概述
        4.1.1 線性分類算法
        4.1.2 非線性分類算法
        4.1.3 神經(jīng)網(wǎng)絡分類算法
    4.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡
        4.2.1 網(wǎng)絡結構
        4.2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的反向傳播
        4.2.3 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的經(jīng)典結構
    4.3 基于卷積神經(jīng)網(wǎng)絡的裂縫圖像識別分類
        4.3.1 TensorFlow架構
        4.3.2 裂縫圖像數(shù)據(jù)集
        4.3.3 訓練卷積神經(jīng)網(wǎng)絡
        4.3.4 網(wǎng)絡評估
    4.4 本章小結
第五章 系統(tǒng)測試結果分析
    5.1 系統(tǒng)總體硬件結構
    5.2 系統(tǒng)驗證結果分析
        5.2.1 路面裂縫初步識別
        5.2.2 無線數(shù)據(jù)通信與上位機接收
        5.2.3 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡分類結果分析
    5.3 本章小結
第六章 工作總結與展望
    6.1 工作總結
    6.2 工作展望
致謝
參考文獻
作者簡介
攻讀碩士期間所取得的學術成果
攻讀碩士學位期間參與項目情況



本文編號：3770386