基于无人机航拍的公路标线提取与破损检测的研究与实现

摘要

近年来，随着中国公路基础设施建设的飞速发展，公路的养护任务量以及养护难度也在逐渐增大，而公路标线作为公路基础设施的重要部分，在车辆导向、规范行车路线、规范交通出行中发挥着无法替代的作用，所以对公路标线的养护也显得尤为重要。传统的公路养护方法主要依赖于人工查看，这种方法不仅工程量巨大而且检测结果无法保存，虽然国内有道路检测车协助路政人员进行检测，但由于其价格昂贵且对检测公路具有一定的要求，因此没有得到大规模的使用。随着无人机航拍技术的发展，由于无人机具有较好的灵活性且不受地面空间的限制，成本低，使用方便，因此利用无人机航拍对公路标线进行自动检测分析具有很好的应用前景。 本文提出了一种基于无人机航拍公路图像的标线提取与破损检测方法，该算法可以根据无人机航拍的公路图像提取公路标线，并对标线进行破损检测，标记标线破损位置，并评估整条路段的破损情况，本文的主要工作如下： （1）为提高航拍图像公路定位的准确率，适应多种公路情况，本文设计提出两种航拍图像的公路定位方法：基于公路颜色与纹理特征的公路定位方法以及基于公路车道线的公路定位方法。 （2）本文通过检测标线轮廓提取标线候选区域，并利用深度学习方法以及标线形态等特征进行车辆、行人、护栏等非标线目标的滤除，最终实现公路标线的提取。实验证明，本文标线提取算法具有较高的准确率。 （3）本文针对不同的标线破损类型设计了多种标线破损检测算法，进行破损标线的检测，以提高标线破损检测的准确度。检测方法包括：截断式破损标线检测方法、磨损式破损标线检测方法、车道线破损检测方法等。实验表明，本文所提出的算法具有较好的准确性与实用价值，在实际应用场景中表现良好。 （4）基于以上研究，本文设计开发了公路标线巡查养护系统，目前该系统已投入使用，运行稳定，效果良好。

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