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【泡泡一分钟】基于深度学习的城市规模道路审计系统

泡泡机器人SLAM • 5 年前 • 457 次点击  

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原文:City-Scale Road Audit System using Deep Learning

作者:Sudhir Yarram Girish Varma C.V. Jawahar

编译:章绩伟

审核:陈世浪,颜青松

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摘要

       城市中的道路网络规模庞大,并且是交通系统的重要组成部分。城市道路网络必须对缺陷有快速的反应,这种缺陷不仅可能由于经常的磨损造成,而且还可能由于风暴等极端事件造成。因此,需要一种快速可扩展且具有成本效益的自动系统用于收集关于缺陷的信息。我们提出了一个城市规模的道路审计系统,利用深度学习和语义分割的一些最新发展。为了构建和标准化系统,我们构建了一个数据集,其中包含道路缺陷所需的注释。然而,道路审计所需的许多标签具有很高的模糊性,我们通过提出标签层次结构来克服这些模糊性。我们还提出了一种多步深度学习模型,该模型对道路进行分割,将道路的缺陷进一步细分,为每个缺陷标记框架,最后将缺陷定位在使用GPS收集的地图上。我们分析和评估图像标记上的模型以及标签层次结构的不同级别的分割。

图1.系统的四个阶段:i)视觉信息捕获 ii)数据集创建 iii)模型培训 iv)审计(或测试)阶段。


图2.提出的系统的高级概述。 这是一个多步骤的过程,它使用了实时语义分割的最新进展。 我们将道路分段,将其用作获取道路像素的注意机制,然后使用强大的语义分割模型来分割多个道路缺陷。 最后,我们为缺陷标记图像框架,并使用GPS将其定位在地图中。


图3 .对于道路缺陷,城市道路是分段的。 我们可以观察到道路像素注释还包括属于道路上的其他对象(如汽车,自行车等)的像素,这些像素随后被掩盖为后处理步骤。


图4.这里'cat'意味着分类。 针对各种缺陷的像素分布。


图5.(a)级别细分的定性结果。 这些图显示了输入图像及其细分ERFNet模型预测的分割掩模。(b)失败的例子。 第二列中从上到下的观察结果1)Waterlog被划分为湿路,2)只有部分湿路被分段。 3)道路被分割为粗糙的道路4)颠簸未被适当地分割。

Abstract

     Road networks in cities are massive and is a critical component of mobility. Fast response to defects, that can occur not only due to regular wear and tear but also because of extreme events like storms, is essential. Hence there is a need for an automated system that is quick, scalable and costeffective for gathering information about defects. We propose a system for city-scale road audit, using some of the most recent developments in deep learning and semantic segmentation. For building and benchmarking the system, we curated a dataset which has annotations required for road defects. However, many of the labels required for road audit have high ambiguity which we overcome by proposing a label hierarchy. We also propose a multi-step deep learning model that segments the road, subdivide the road further into defects, tags the frame for each defect and finally localizes the defects on a map gathered using GPS. We analyze and evaluate the models on image tagging as well as segmentation at different levels of the label hierarchy.

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