基于支持向量机的非结构化道路检测

摘要：机器视觉检测非结构化道路边缘的难点在于路面像素与非路面像素特征差异复杂,本文使用支持向量机分类算法实现了非结构化道路的边缘检测。算法引入感兴趣区域来消除环境噪声,并通过交叉验证方法优化了算法参数,最后在支持向量机的分类结果上使用霍夫变换提取道路边缘。Matlab实验证明算法具有很好的准确性和鲁棒性。     

基于颜色和纹理特征的道路图像分割

针对移动机器人的视觉导航需求,研究彩色道路图像的精确分割问题.为解决图像中的干扰因素对道路分割精度所带来的负面影响,首先对道路图像进行了基于颜色特征的过分割,对颜色过分割结果再进行基于小波纹理特征的区域融合.通过考察区域空间位置的相邻性以及小波纹理特征的相似性,该算法将过分割区域进行了再融合,实现了复杂环境下对道路区域及环境区域的精确分割.实验结果表明,所提出的区域分割算法快速、有效、实时性好,并对复杂环境具有良好的鲁棒性,可以满足移动机器人实际运行的要求.     

基于类Haar纹理的非结构化道路消失点检测

在非结构化道路识别算法的研究中,因其在复杂道路环境下表现出较强的鲁棒性,基于纹理特征的道路消失点检测成为了学术研究的重点。因此,为了能够准确的检测出非结构化道路中的消失点,提出一种基于类Haar纹理的非结构化道路图像消失点的检测方法,即首先设计多尺度多方向的类Haar纹理的实部与虚部模板,利用积分图技术以及垂直投影法快速计算出图像像素的纹理主方向,再采用改进的局部软投票法选出分数最大的点作为初始消失点,最后通过现有两种不同的消失点检测方法与提出的算法进行对比实验。实验结果表明提出的算法可以显著提高非结构化道路消失点的检测性能。由此得出该方法具有良好的实时性、准确性和鲁棒性。     

基于SegNet的非结构道路可行驶区域语义分割

为了增强自动驾驶车辆对非结构化道路中可行驶区域的场景理解能力,基于SegNet深度学习网络结构,提出了一种针对非结构道路的可行驶区域语义分割方法。在传统的卷积神经网络基础上,构建编码-解码深度卷积神经网络,用于自动习得图片中非结构化道路的特征,通过在数据集上进行训练和学习,得到图像语义分割模型,可直接用该模型预测非结构道路中的可行驶区域,实现自动驾驶车辆在非结构道路中行驶时的环境感知。实验结果表明,研究方法分割效果和精确度提升明显,Dice相似度和Jaccard相似系数均可达80%以上。     

车载视觉感知系统中障碍检测方法研究

障碍检测是基于车载视觉感知系统的车辆自主避撞技术的基础。针对这一问题提出了一种障碍目标检测算法。首先,为了提高道路边缘检测的效率,采用区域Hough变换完成道路边缘检测,进而提取道路区域;然后,在提取出的道路区域内利用图像分割算法完成障碍目标的提取;由于分割出的二值图像中目标表现为独立的大小不一的区域,为此给出标识归属方法辨别目标区域。最后,利用自适应区域生长算法得到完整的障碍目标。相关实验结果证明了算法是可行的。     

基于自适应模板的非结构化道路检测

提出一种基于自适应变形模板的非结构化道路检测算法.新模板的形状随着道路的形状改变而改变,利用新生成的模板预测下一帧图像中可能出现的道路区域和非道路区域,分别计算道路区域和非道路区域的平均向量和协方差以及每一个像素点和平均向量间的Mahalanobis距离;通过中值滤波去掉噪声点,再进行边缘跟踪计算出路边.该算法运算量小,检测速度快,基本满足实时性要求,具有良好的抗阴影的能力.     

基于局部纹理方向的非结构化道路消失点检测

针对现有道路消失点检测方法存在的计算复杂度高、精确度低等问题,提出了一种新的非结构化道路消失点检测方法。首先采用Gabor滤波器计算每个像素点的局部纹理方向,然后根据纹理方向的置信区间筛选有效投票点,并通过一种基于距离加权的局部软投票方法进行道路消失点投票,最后选择获得最高票值的像素点作为非结构化道路的消失点。试验结果表明,本方法有效降低了计算的复杂度,提高了检测的精确度和速度,其精确度相对于经典的Kong等的算法和Moghadam等的算法分别提高了29%和10%。本算法可以在多种复杂环境下快速准确地检测出道路消失点的位置,因而对实际工程有一定的参考价值。     

一种轻量化非结构化道路语义分割神经网络

非结构化道路由于没有明显车道线且道路特征多、地域差异大，现有的结构化道路分割方法无法满足非结构化道路分割在实际应用中的实时性与准确性要求．为了解决上述难点，本文基于DeepLabv3+网络提出一种G-lite-DeepLabv3+网络结构，使用Mobilenetv2网络替换解码器中的Xception特征提取网络，并通过在Mobilenetv2网络与空洞空间金字塔池化模块中使用分组卷积替换普通卷积，且有选择地取舍批规范层来减少参数量，在不影响精度的同时提升分割效率．同时针对非结构化道路在图像里分布位置相对较固定的特点，引入注意力机制对高级语义特征进行处理，提升网络对有用特征的敏感度与准确性．选用与我国非结构化道路路况相似的印度道路驾驶IDD进行训练，并与其他经典语义分割网络进行实验对比，结果表明，相比于其他网络，本文提出的G-lite-DeepLabv3+准确率与实时性均表现较好、误分割与边缘清晰度均好于对照网络；与经典算法进行对比，平均交并比mIoU提升1.3%，平均像素精度提升6.2%，帧率提升22.1%.     

基于目标检测算法与迭代阈值分割的道路标线可视度评估

提出了一种基于目标检测与迭代阈值分割的道路标线分割算法。首先采用基于BiFormer改进的YOLOv5目标检测算法对道路标线区域进行快速定位与框选,然后运用快速迭代阈值分割对框选区域内的道路标线进行精细提取,最后对提取后的道路标线采用韦伯对比度进行人眼可视度评估。结果表明：该方法能够完成道路标线的快速准确提取,并实现对道路标线可视度的有效检测。     

基于改进区域生长的巡检机器人道路实时检测方法

本文提出了一种巡检机器人道路实时检测方法,试验中测试的道路图片来自校园环境。根据区域生长算法,设计了一种初始种子自动选择算法,同时考虑了多种子点距离值和边界值混合加权作为新的生长准则,减少了过分割和欠分割。在实验中本方法对于户外环境中道路的检测是有效的,并且满足了实时性的要求。     

皮肤纹理检测技术

提出一种将基于粒子群模糊聚类算法的边缘检测方法和Gabor小波变换相结合来进行皮肤纹理检测的方法.用边缘检测的方法将明显具有很多边缘的肤色区域剔除,对于没有明显纹理的皮肤区域用Gabor小波变换进行皮肤的纹理检测.仿真结果表明,所研究的方法正检率获得提高,误检率有所下降,是一种有效的皮肤纹理检测技术.     

基于双树复小波的直方图路面裂缝检测算法

分割算法广泛用于公路路面裂缝的检测,然而低抗噪性是这类算法存在的主要问题.将双树复小波变换和直方图方向梯度相结合,提出一种基于双树复小波变换的路面裂缝检测算法.该算法用双树复小波变换对路面裂缝图像进行子带分解,对各子带图像进行直方图方向梯度矩阵计算,阈值化后确定裂缝边缘.实验结果表明,与传统边缘检测算法相比,该算法目标识别度高、抗干扰能力强及准确率高.     

基于线控制动的轮胎与地面附着系数实时检测

轮胎与地面间的附着系数是影响车辆安全性能的重要因素.在理论分析的基础上,提出了基于线控制动的路面附着系数检测方法,利用踏板位置传感器估计制动器制动力,采用MMA6260Q加速度传感器检测车辆制动减速度,由制动器制动力与地面制动力判断轮胎运动状态,根据车辆载荷转移公式得到车轮法向载荷,获得进入滑动区域的利用附着系数,并由此得到地面附着系数.分析显示该检测方法可以较准确地识别轮胎与地面附着系数,具有一定的实用价值.     

基于非抽样Contourlet变换的遥感影像道路提取

提出一种基于非抽样Contourlet变换的遥感影像道路提取算法.该算法首先对图像进行非抽样Contourlet变换得到不同尺度不同方向上的变换系数,再通过给定窗口大小分别计算各个尺度各个方向上的变换系数模在窗口内的局部最大值,然后比较各尺度在同一方向和同一窗口位置上系数模的最大值,取值最大的点作为特征点;同时利用自适应阈值对各个尺度各个方向上的系数模值进行二值化,消除小于一定面积的区域,筛选出特征点位于提取区域内的点;最后以筛选出的特征点为种子点,对道路进行Snake跟踪.实验结果表明:该文算法在道路提取的精确度、完整性方面比小波变换好.     

基于小波变换与形态学的机场跑道异物检测算法

机场跑道异物(foreign object debris,FOD)检测的精准性和效率直接决定了民航运输业的安全。为了提高机场跑道异物的定位精度,研究中提出基于小波变换与数学形态学相结合的机场跑道异物边缘检测质心定位算法。此算法先对采集到的机场跑道图像进行小波分解,高频部分利用小波变换的尺度边缘检测,并进行小波阈值去噪;低频部分利用数学形态学算子进行形态学边缘检测,然后对得到的高频和低频图像进行融合,并对异物边缘轮廓进行增强,最后利用质心定位法求解异物像素坐标。实验结果表明:小波变换与数学形态学相结合检测出的图像边缘具有较好的互补性,结合了小波变换在边缘精确定位和对噪声的抑制方面较好的性能,数学形态学在检测弱边缘和保留图像细节的优点,通过此算法提取的跑道异物边缘信息细腻且定位准确,能有效识别与机场跑道背景相似的异物并准确定位。     

基于SRFFT算法的快速小波变换谐波检测法

为快速准确的提取谐波分量及克服传统的FFT方法无时域局部性的缺点,提出一种基于复序列加窗插值分裂基快速傅里叶变换算法(SRFFT)的快速小波变换谐波检测法,以便准确快速的提取谐波.该方法采用凯瑟窗函数作为窗函数,通过改变β值和采样点数在主瓣宽度与旁瓣衰减之间进行选择;运用SRFFT算法、Mallat算法以及离散小波变换(DWT)算法对信号进行快速分解及重建.模拟分析结果表明,该方法运算精度很高,可以快速准确的提取谐波信号参数.     

用于图像内容认证的水印技术研究

数字水印技术在数字图像认证和版权保护中起着非常重要的作用.本文概括了数字水印技术的基本原理,分析了变换域数字水印算法的优势,提出了一种基于参数化整数小波的水印算法,详细地阐述了水印的嵌入、检测和攻击类型判定.最后在Matlab平台下对水印算法进行了仿真,仿真结果证实了算法对恶意攻击的定位准确性.     

基于分数阶小波的频谱感知算法

针对非平稳信号在低信噪比下使用能量感知算法感知效果差的问题,提出了一种基于分数阶小波的频谱感知算法。首先对接收信号进行分数阶小波变换达到能量聚集与去噪处理的目的,之后对重构信号进行能量感知。仿真结果表明,该算法相比于传统的能量感知算法以及基于小波变换的能量感知算法,可以提高在低信噪比下对非平稳信号的感知效果。在感知概率为0.3时,基于分数阶小波的能量感知算法比传统的能量感知算法和基于小波变换的能量感知算法分别提高了6 d B和2 d B的信噪比增益;在虚警概率恒为0.1时,基于分数阶小波变换的频谱感知算法的感知概率为0.867,明显高于传统能量感知算法0.287的感知概率和基于小波变换的频谱感知算法0.628的感知概率。     

一种基于自适应小波变换的QRS波检测算法

为了解决心电图QRS波检测的问题,研究了一种基于自适应小波变换来检测QRS波的算法。该方法用心电信号的小波变换作为自适应白化滤波器的输入,然后对白化滤波后的输出进行匹配滤波和阈值检测来识别出QRS波。采用该方法,有利于减小检测的误检率以及提高运行速度。