东南大学赵池航获国家专利权
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龙图腾网获悉东南大学申请的专利基于融合卷积神经网络的高速公路沥青路面病害感知方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN115393587B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-24发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202211008095.2,技术领域涉及:G06V10/26;该发明授权基于融合卷积神经网络的高速公路沥青路面病害感知方法是由赵池航;郑有凤;马欣怡;苏子钧;吴宇航设计研发完成,并于2022-08-22向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于融合卷积神经网络的高速公路沥青路面病害感知方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种基于融合卷积神经网络的高速公路沥青路面病害感知方法,包括:使用优化MobilenetV3网络替换Deeplabv3+骨干网络,构建DL‑M‑PDS网络;改进网络参数,构建用于公路沥青路面病害分割的DL‑M2‑PDS优化网络;通过该优化网络获取路面像素级病害信息,并与原图像叠加;对Faster‑RCNN、Yolov5s、SSD模型进行适应性改进,构建用于公路沥青路面病害检测的FR‑PDD、Yolov5s‑PDD、SSD‑PDD网络模型;输入叠加病害图像,构建用于公路沥青路面病害感知的FCNN‑PDP‑FR、FCNN‑PDP‑Yolov5s和FCNN‑PDP‑SSD网络;训练网络并优化参数,优选模型进行高速公路沥青路面病害感知。本发明将公路沥青路面病害分割模型与公路沥青路面病害检测分类模型进行融合,以实现分割病害的同时提高模型的检测分类精度,可对高速公路养护智能化发展提供技术支持。
本发明授权基于融合卷积神经网络的高速公路沥青路面病害感知方法在权利要求书中公布了:1.基于融合卷积神经网络的高速公路沥青路面病害感知方法,其特征在于:包括如下步骤: S1:将Deeplabv3+骨干网络替换为优化MobilenetV3网络,构建用于公路沥青路面病害分割的DL-M-PDS网络; S2:改进网络参数,构建用于公路沥青路面病害分割的DL-M2-PDS优化网络; S3:通过DL-M2-PDS路面病害分割模型获取路面像素级的分割病害信息; S4:将像素级信息与原图像进行叠加; S5:对Faster-RCNN、Yolov5s、SSD模型进行适应性改进,构建用于公路沥青路面病害检测的FR-PDD、Yolov5s-PDD、SSD-PDD融合卷积神经网络网络模型; S6:叠加公路沥青路面病害图像分别输入FR-PDD、Yolov5s-PDD、SSD-PDD,构建用于公路沥青路面病害感知的FCNN-PDP-FR、FCNN-PDP-Yolov5s和FCNN-PDP-SSD三种网络; S7:进行模型训练并优化参数,使用FCNN-PDP-FR、FCNN-PDP-Yolov5s和FCNN-PDP-SSD网络模型进行高速公路沥青路面病害感知; 所述步骤S5的具体内容为: S5-1:根据路面病害图像的特点,对Faster-RCNN网络进行适应性改进,保持锚框的面积为128×128、256×256、512×512不变,将锚框长宽比调整为1:1、1:4、4:1,并保持Faster-RCNN基础网络结构不变,构建FR-PDD公路沥青路面病害检测网络; S5-2:根据路面病害图像的特点,对Yolov5s网络进行适应性改进,对已标注好的数据集进行GT坐标的聚类回归,产生9个最有可能锚框大小,同时去除Yolov5s网络数据增强部分,构建Yolov5s-PDD公路沥青路面病害检测网络; S5-3:根据路面病害图像的特点,调整SSD网络输入图像参数,以VGG16为骨干网络,设置先验框的长宽比为1、2、3、12、13,构建SSD-PDD公路沥青路面病害检测网络; 所述步骤S6中构建用于沥青路面病害感知的FCNN-PDP-FR网络的方法为: ①提取:网络自动规格化图像,骨干网络VGG16采用共享的卷积层提取全图特征,得到特征图; ②RPN:通过系列锚框滑动卷积操作生成20000个锚框,区分锚框是否包含路面病害目标,并对于包含目标的锚框进行回归; ③分类:将目标候选区域映射到特征图中并调整尺寸,确定类别后再次回归修正以获得路面病害精确位置; ④输出:绘制检测框结果,并得到最终的路面病害感知结果; 所述步骤S6中构建用于沥青路面病害感知的FCNN-PDP-Yolov5s网络的方法为: ①提取:通过Yolov5s的核心组成部分进行特征提取得到特征图,主要步骤包括下采样、切片、分块、拼接; ②组合:通过FPN+PAN完成金字塔组合得到不同维度的预测结果,Neck对提取到的路面病害特征进行混合与组合; ③预测:对三个维度的特征图产生大小不等的预测框,对预测框进行边框回归操作和目标框筛选操作得到最终的检测分类结果; ④分类:网络根据预测框的坐标在输入路面图像上绘制预测框信息,并标注预测框所对应的路面病害类别; 所述步骤S6中构建用于沥青路面病害感知的FCNN-PDP-SSD网络的方法为: ①提取:规格化图像,通过骨干网络VGG16进行特征提取,最终得到六层特征图; ②生成:在每一层特征图上的每一点上生成大小不同、比例相同的先验框; ③分类:通过卷积完成分类和回归,对每个先验框逐级分类和回归之后进行非极大值抑制操作,即得出目标检测结果; ④输出:将检测结果绘制到输入公路沥青路面病害图像中。
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