基于VGG16-UNet语义分割模型的路面龟裂形态提取与量化 |
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引用本文: | 张伟光,钟靖涛,呼延菊,马涛,朱俊清,何亮.基于VGG16-UNet语义分割模型的路面龟裂形态提取与量化[J].交通运输工程学报,2023(2):166-182. |
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作者姓名: | 张伟光 钟靖涛 呼延菊 马涛 朱俊清 何亮 |
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作者单位: | 1. 东南大学交通学院;2. 重庆交通大学土木工程学院 |
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基金项目: | 国家重点研发计划(2020YFB1600102);;国家自然科学基金项目(52278443)~~; |
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摘 要: | 提出了基于VGG16-UNet语义分割模型的路面龟裂分割技术,开发了该模型提取龟裂形态的量化评价方法;通过移动拍照设备采集路面干燥、浸水与存在道路标线影响等不同条件下的龟裂图像,构建了涵盖轻度、中度、重度3种破损程度的多场景龟裂图像数据集;分析了VGG16-UNet、VGG19-UNet、PSPNet、SegNet与DeepLab v3+语义分割模型的龟裂图像分割效果与相应分割指标,明确了最优分割模型并提取了龟裂形态特征;对比了外接正矩形、最小外接矩形和凸包3种轮廓形状拟合边界方法,确定了最优拟合边界,并据此计算了龟裂面积;提出了基于轮廓边界极点坐标的龟裂块度计算方法,分析了路面龟裂面积和块度特征。研究结果表明:VGG16-UNet模型与VGG19-UNet、PSPNet、SegNet、DeepLab v3+这4种语义分割模型相比,VGG16-UNet具有数量为14 710 464的最小总参数量,模型训练速度可达每个世代训练时间为118 s,并能达到每个图像0.021 s的最高预测速度,同时在公开数据集Crack500、CrackTree与EdmCrack600中对复杂背景的裂缝分割准...
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关 键 词: | 路面工程 语义分割 龟裂边界拟合 龟裂形态 龟裂面积 龟裂块度 |
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