【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)屬于道路路基病害探測(cè)，具體涉及一種道路路基病害探測(cè)方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、目前道路路基病害的探測(cè)方法一般通過人工檢測(cè)，存在一定的局限性，如存在探測(cè)精度低、速度慢以及成本高等問題，不能滿足道路養(yǎng)護(hù)和管理的需求。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、本專利技術(shù)提供一種道路路基病害探測(cè)方法及系統(tǒng)，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的精度低、速度慢以及成本高等問題。
2、一方面，本專利技術(shù)提供一種道路路基病害探測(cè)方法，包括：
3、構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型以及道路路基病害檢測(cè)模型對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)，并以損失函數(shù)最小化為目標(biāo)，對(duì)道路路基病害檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到具備檢測(cè)能力的道路路基病害檢測(cè)模型；
4、采集待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像，并對(duì)所述待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行預(yù)處理之后，得到目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像；
5、以所述目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像作為具備檢測(cè)能力的道路路基病害檢測(cè)模型的輸入數(shù)據(jù)，獲取待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的道路路基病害探測(cè)結(jié)果。
6、進(jìn)一步地，構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型，包括：
7、構(gòu)建多尺度特征提取模塊，以通過多尺度特征提取模塊對(duì)輸入至道路路基病害檢測(cè)模型的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行多尺度特征提取，得到多尺度特征圖；
8、構(gòu)建多尺度檢測(cè)模塊，以通過多尺度檢測(cè)模塊對(duì)多尺度特征提取模塊提取的多尺度特征圖進(jìn)行檢測(cè)，得到感興趣區(qū)域檢測(cè)結(jié)果；
9、構(gòu)建數(shù)據(jù)融合模塊，以對(duì)多尺度檢測(cè)模塊輸出的感興趣區(qū)域檢測(cè)結(jié)果進(jìn)
10、構(gòu)建檢測(cè)結(jié)果輸出模塊，以對(duì)數(shù)據(jù)融合模塊輸出的融合特征進(jìn)行識(shí)別，從而得到地質(zhì)雷達(dá)病害圖像對(duì)應(yīng)的病害監(jiān)測(cè)結(jié)果。
11、進(jìn)一步地，構(gòu)建多尺度特征提取模塊，包括：
12、構(gòu)建順次連接的第一卷積層、第二卷積層、第一最大池化層、第三卷積層、第四卷積層、第二最大池化層、第五卷積層、第六卷積層、第七卷積層、第三最大池化層、第八卷積層、第九卷積層、第十卷積層、第四最大池化層、第十一卷積層、第十二卷積層以及第十三卷積層；其中，第十三卷積層輸出第一特征圖，第十卷積層輸出第二特征圖；
13、所述第七卷積層還與第十七卷積層連接，當(dāng)?shù)谝惶卣鲌D經(jīng)過第十八卷積層以及第二反卷積層處理之后，通過第二融合層將第十七卷積層與第二反卷積層輸出的特征圖進(jìn)行像素相加，得到第一特征相加圖，通過第十九卷積層對(duì)第一特征相加圖進(jìn)行處理之后，輸出第三特征圖；
14、所述第四卷積層還與第十四卷積層連接，當(dāng)?shù)诙卣鲌D經(jīng)過第十五卷積層以及第一反卷積層處理之后，通過第一融合層將第十四卷積層與第一反卷積層輸出的特征圖進(jìn)行像素相加，得到第二特征相加圖，通過第十六卷積層對(duì)第二特征相加圖進(jìn)行處理之后，輸出第四特征圖；其中，第一融合層以及第二融合層均采用加性融合函數(shù)。
15、進(jìn)一步地，構(gòu)建多尺度檢測(cè)模塊，包括：
16、采用rpn網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建處理第一特征圖的第一檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，采用rpn網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建處理第二特征圖的第二檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，采用rpn網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建處理第三特征圖的第三檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)，采用rpn網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建處理第四特征圖的第四檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)。
17、進(jìn)一步地，構(gòu)建數(shù)據(jù)融合模塊，包括：構(gòu)建順次連接的roi?池化層、拼接層、第一全連接層以及第二全連接層；其中，拼接層采用級(jí)聯(lián)融合函數(shù)。
18、進(jìn)一步地，構(gòu)建檢測(cè)結(jié)果輸出模塊，包括：構(gòu)建用于分類的softmax輸出層以及用于邊框定位的bounding?box?regression層。
19、進(jìn)一步地，構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)，包括：
20、
21、
22、
23、
24、
25、其中，表示損失函數(shù)，表示檢測(cè)框總數(shù)量，表示第 i個(gè)檢測(cè)框的分類損失，表示預(yù)測(cè)檢測(cè)框存在路基病害的概率，表示標(biāo)定檢測(cè)框存在路基病害的概率，取0或1；取0時(shí)，則表示標(biāo)定檢測(cè)框內(nèi)不存在路基病害；取1時(shí)，則表示標(biāo)定檢測(cè)框內(nèi)存在路基病害；表示平衡因子，表示邊框損失，表示預(yù)測(cè)邊框參數(shù)，表示標(biāo)定邊框參數(shù)，（）表示預(yù)測(cè)邊框的中心點(diǎn)坐標(biāo)，表示預(yù)測(cè)邊框的寬，表示預(yù)測(cè)邊框的高，（）表示標(biāo)定邊框的中心點(diǎn)坐標(biāo)，表示標(biāo)定邊框的寬，表示標(biāo)定邊框的高。
26、進(jìn)一步地，以損失函數(shù)最小化為目標(biāo)，對(duì)道路路基病害檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到具備檢測(cè)能力的道路路基病害檢測(cè)模型，包括：
27、設(shè)置最大訓(xùn)練次數(shù)為50000次，設(shè)置基礎(chǔ)學(xué)習(xí)速率為0.006，以損失函數(shù)最小化為目標(biāo)，采用adam優(yōu)化算法對(duì)道路路基病害檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到具備檢測(cè)能力的道路路基病害檢測(cè)模型；
28、其中，學(xué)習(xí)速率設(shè)置為自適應(yīng)學(xué)習(xí)速率，具體為：
29、
30、其中，表示第 k次訓(xùn)練過程中的學(xué)習(xí)速率，表示第 k+1次訓(xùn)練過程中的學(xué)習(xí)速率，表示調(diào)整因子，t表示預(yù)設(shè)的最大訓(xùn)練次數(shù)。
31、進(jìn)一步地，對(duì)所述待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行預(yù)處理之后，得到目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像，包括：對(duì)所述待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行去噪以及尺寸統(tǒng)一化處理之后，得到目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像。
32、另一方面，本專利技術(shù)提供一種道路路基病害探測(cè)系統(tǒng)，包括：模型構(gòu)建模塊、圖像處理模塊以及病害探測(cè)模塊；
33、所述模型構(gòu)建模塊，用于構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型以及道路路基病害檢測(cè)模型對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)，并以損失函數(shù)最小化為目標(biāo)，對(duì)道路路基病害檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，得到具備檢測(cè)能力的道路路基病害檢測(cè)模型；
34、所述圖像處理模塊，用于采集待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像，并對(duì)所述待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行預(yù)處理之后，得到目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像；
35、所述病害探測(cè)模塊，用于以所述目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像作為具備檢測(cè)能力的道路路基病害檢測(cè)模型的輸入數(shù)據(jù)，獲取待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的道路路基病害探測(cè)結(jié)果。
36、本專利技術(shù)提供的一種道路路基病害探測(cè)方法及系統(tǒng)，通過引入深度學(xué)習(xí)的方式，實(shí)現(xiàn)了對(duì)道路路基病害的自動(dòng)探測(cè)與識(shí)別，并且構(gòu)建了多尺度特征提取模塊以及多尺度檢測(cè)模塊，能夠?qū)斎氲臄?shù)據(jù)進(jìn)行多尺度特征識(shí)別與檢測(cè)，從而進(jìn)一步地提升了道路路基病害的探測(cè)準(zhǔn)確定性，從而能夠有效地節(jié)省道路路基病害的探測(cè)成本以及提升道路路基病害的探測(cè)效率。
本文檔來自技高網(wǎng)...【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建多尺度特征提取模塊，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建多尺度檢測(cè)模塊，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建數(shù)據(jù)融合模塊，包括：構(gòu)建順次連接的ROI?池化層、拼接層、第一全連接層以及第二全連接層；其中，拼接層采用級(jí)聯(lián)融合函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建檢測(cè)結(jié)果輸出模塊，包括：構(gòu)建用于分類的softmax輸出層以及用于邊框定位的bounding?box?regression層。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型對(duì)應(yīng)的損失函數(shù)，包括：
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，以損失函數(shù)最小化為目標(biāo)，對(duì)道路路基病害檢測(cè)模型進(jìn)行訓(xùn)練，
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，對(duì)所述待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行預(yù)處理之后，得到目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像，包括：對(duì)所述待探測(cè)道路路基對(duì)應(yīng)的地質(zhì)雷達(dá)病害圖像進(jìn)行去噪以及尺寸統(tǒng)一化處理之后，得到目標(biāo)地質(zhì)雷達(dá)病害圖像。
10.一種道路路基病害探測(cè)系統(tǒng)，其特征在于，包括：模型構(gòu)建模塊、圖像處理模塊以及病害探測(cè)模塊；
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建道路路基病害檢測(cè)模型，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建多尺度特征提取模塊，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建多尺度檢測(cè)模塊，包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建數(shù)據(jù)融合模塊，包括：構(gòu)建順次連接的roi?池化層、拼接層、第一全連接層以及第二全連接層；其中，拼接層采用級(jí)聯(lián)融合函數(shù)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的道路路基病害探測(cè)方法，其特征在于，構(gòu)建檢測(cè)結(jié)果輸出模塊，包括：構(gòu)建用于分類的softmax輸出層以及用于邊框定位的boun...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：李敖東，張斌，陸鈺彬，尤江，王軍，徐鵬，
申請(qǐng)(專利權(quán))人：中國(guó)華西工程設(shè)計(jì)建設(shè)有限公司，
類型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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