基于改進(jìn)Faster R-CNN的視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)算法研究
發(fā)布時(shí)間:2021-10-15 14:20
采用機(jī)器視覺(jué)對(duì)車(chē)輛目標(biāo)進(jìn)行檢測(cè)是新一代智能汽車(chē)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)駕駛的重要一環(huán)。雖然帶有金字塔結(jié)構(gòu)的檢測(cè)算法往往有不錯(cuò)的檢測(cè)精確度同時(shí)又有不錯(cuò)的檢測(cè)效率,并且使用該技術(shù)的檢測(cè)算法在各類(lèi)自動(dòng)駕駛場(chǎng)景中都已有所應(yīng)用,但是當(dāng)下檢測(cè)算法模型亟需解決的難點(diǎn)依然存在,具體有如下三個(gè)方面:1.對(duì)于遠(yuǎn)處的車(chē)輛即在圖像中像素較小的車(chē)輛目標(biāo)檢測(cè)效果不佳;2.對(duì)于被遮擋的車(chē)輛目標(biāo)檢測(cè)效果不佳;3.檢測(cè)到的目標(biāo)的定位信息不夠精確,會(huì)影響車(chē)輛目標(biāo)在圖像上的位置坐標(biāo)到世界坐標(biāo)系下三維坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換精度。因此當(dāng)前的大量車(chē)輛檢測(cè)算法仍需要進(jìn)一步改進(jìn)解決上述難題。本文對(duì)在深度學(xué)習(xí)圖像檢測(cè)框架下的基于金字塔結(jié)構(gòu)的車(chē)輛檢測(cè)算法Faster R-CNN開(kāi)展深入研究,研究工作具體如下:(1)在深入分析檢測(cè)算法中的特征金字塔結(jié)構(gòu)的原理后,提出了一種雙路殘差雙路金字塔結(jié)構(gòu)。其基本思想是使用ResNet提取圖片原始特征后,首先將小分辨率特征通過(guò)插值放大后與更大一級(jí)的大分辨率特征進(jìn)行融合,然后將各個(gè)分辨率的原始特征再與融合完的特征圖做相加處理,進(jìn)一步豐富該層的特征信息,最后將處理完的特征圖從大至小的再做一次分辨率減小的特征融合操作,能夠?qū)Ω邔犹卣鲌D...
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 車(chē)輛檢測(cè)算法研究進(jìn)展綜述
1.2.1 傳統(tǒng)視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)算法
1.2.2 基于深度學(xué)習(xí)的視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)算法
1.3 視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題分析
1.4 本文的研究?jī)?nèi)容和意義
1.4.1 研究?jī)?nèi)容
1.4.2 研究意義
第二章 Faster R-CNN深度學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)理論綜述
2.1 深度學(xué)習(xí)技術(shù)
2.1.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.1.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程
2.1.3 ResNet卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.1.4 交并比方法
2.1.5 金字塔結(jié)構(gòu)
2.2 Softmax分類(lèi)器
2.3 Faster R-CNN目標(biāo)識(shí)別算法
2.3.1 區(qū)域候選框網(wǎng)絡(luò)
2.3.2 ROI池化
2.3.3 Faster R-CNN算法權(quán)值共享策略
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于雙路殘差金字塔網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)檢測(cè)算法
3.1 雙路殘差金字塔網(wǎng)絡(luò)
3.1.1 自底而上的特征傳遞回路
3.1.2 殘差信息補(bǔ)充支路
3.1.3 可學(xué)習(xí)的特征加權(quán)融合思路
3.2 錨框生成方法的改進(jìn)
3.3 改進(jìn)正負(fù)樣本篩選法
3.4 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
3.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3.4.2 訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置
3.4.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)
3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.1 雙路殘差金字塔結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.2 自適應(yīng)錨框的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.3 平衡采樣策略的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.4 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于增強(qiáng)型全局信息感興趣模塊的車(chē)輛檢測(cè)算法
4.1 全局上下文信息補(bǔ)充模塊
4.2 自適應(yīng)ROI增強(qiáng)模塊
4.3 改進(jìn)框回歸損失函數(shù)
4.3.1 損失函數(shù)平衡性的改善
4.3.2 有遮擋下的檢測(cè)精度的改善
4.4 ROI Pooling的改進(jìn)
4.5 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
4.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
4.5.2 實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)
4.5.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.6.1 自適應(yīng)ROI增強(qiáng)模塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.6.2 平衡損失改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.6.3 吸引力損失改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.6.4 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 車(chē)輛檢測(cè)算法在無(wú)人駕駛平臺(tái)上的應(yīng)用
5.1 TensorRT框架簡(jiǎn)介
5.2 智能駕駛車(chē)輛平臺(tái)簡(jiǎn)介
5.3 智能車(chē)載硬件介紹
5.3.1 數(shù)據(jù)處理中心硬件介紹
5.3.2 環(huán)境感知系統(tǒng)硬件介紹
5.3.3 坐標(biāo)定位系統(tǒng)的硬件介紹
5.3.4 控制系統(tǒng)的硬件介紹
5.3.5 GPU計(jì)算單元的硬件介紹
5.4 車(chē)輛檢測(cè)算法應(yīng)用
5.4.1 整體框架與顯示界面
5.4.2 車(chē)輛檢測(cè)算法在智能駕駛測(cè)試平臺(tái)實(shí)驗(yàn)
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 進(jìn)一步研究的工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J]. 周飛燕,金林鵬,董軍. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]采用視覺(jué)顯著性和深度卷積網(wǎng)絡(luò)的魯棒視覺(jué)車(chē)輛識(shí)別算法[J]. 蔡英鳳,王海,陳龍,江浩斌. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[3]國(guó)外車(chē)聯(lián)網(wǎng)智能交通發(fā)展?fàn)顩r[J]. 王泉. 中國(guó)科技投資. 2014 (34)
[4]基于單目視覺(jué)的前方車(chē)輛探測(cè)方法[J]. 施樹(shù)明,儲(chǔ)江偉,李斌,郭烈,王榮本. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2004(04)
碩士論文
[1]互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的反壟斷研究[D]. 張小玲.南昌大學(xué) 2015
[2]基于HOG特征的車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 馬蓓蓓.華南理工大學(xué) 2015
[3]道路交通事故的人因分析與駕駛員可靠性研究[D]. 畢建彬.北京交通大學(xué) 2012
[4]關(guān)于無(wú)人駕駛汽車(chē)障礙物信息識(shí)別與處理系統(tǒng)的研究[D]. 任燕宏.蘭州理工大學(xué) 2011
[5]圖像LBP特征提取的研究與應(yīng)用[D]. 肖霄.吉林大學(xué) 2011
本文編號(hào):3438123
【文章來(lái)源】:江蘇大學(xué)江蘇省
【文章頁(yè)數(shù)】:90 頁(yè)
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 緒論
1.1 課題的研究背景
1.2 車(chē)輛檢測(cè)算法研究進(jìn)展綜述
1.2.1 傳統(tǒng)視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)算法
1.2.2 基于深度學(xué)習(xí)的視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)算法
1.3 視覺(jué)車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)關(guān)鍵問(wèn)題分析
1.4 本文的研究?jī)?nèi)容和意義
1.4.1 研究?jī)?nèi)容
1.4.2 研究意義
第二章 Faster R-CNN深度學(xué)習(xí)相關(guān)基礎(chǔ)理論綜述
2.1 深度學(xué)習(xí)技術(shù)
2.1.1 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.1.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練過(guò)程
2.1.3 ResNet卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)
2.1.4 交并比方法
2.1.5 金字塔結(jié)構(gòu)
2.2 Softmax分類(lèi)器
2.3 Faster R-CNN目標(biāo)識(shí)別算法
2.3.1 區(qū)域候選框網(wǎng)絡(luò)
2.3.2 ROI池化
2.3.3 Faster R-CNN算法權(quán)值共享策略
2.4 本章小結(jié)
第三章 基于雙路殘差金字塔網(wǎng)絡(luò)的目標(biāo)檢測(cè)算法
3.1 雙路殘差金字塔網(wǎng)絡(luò)
3.1.1 自底而上的特征傳遞回路
3.1.2 殘差信息補(bǔ)充支路
3.1.3 可學(xué)習(xí)的特征加權(quán)融合思路
3.2 錨框生成方法的改進(jìn)
3.3 改進(jìn)正負(fù)樣本篩選法
3.4 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
3.4.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
3.4.2 訓(xùn)練參數(shù)設(shè)置
3.4.3 實(shí)驗(yàn)評(píng)價(jià)指標(biāo)
3.5 實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.1 雙路殘差金字塔結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.2 自適應(yīng)錨框的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.3 平衡采樣策略的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.5.4 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
3.6 本章小結(jié)
第四章 基于增強(qiáng)型全局信息感興趣模塊的車(chē)輛檢測(cè)算法
4.1 全局上下文信息補(bǔ)充模塊
4.2 自適應(yīng)ROI增強(qiáng)模塊
4.3 改進(jìn)框回歸損失函數(shù)
4.3.1 損失函數(shù)平衡性的改善
4.3.2 有遮擋下的檢測(cè)精度的改善
4.4 ROI Pooling的改進(jìn)
4.5 實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備
4.5.1 實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)
4.5.2 實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)
4.5.3 評(píng)價(jià)指標(biāo)
4.6 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
4.6.1 自適應(yīng)ROI增強(qiáng)模塊的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.6.2 平衡損失改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.6.3 吸引力損失改進(jìn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.6.4 綜合實(shí)驗(yàn)結(jié)果和分析
4.7 本章小結(jié)
第五章 車(chē)輛檢測(cè)算法在無(wú)人駕駛平臺(tái)上的應(yīng)用
5.1 TensorRT框架簡(jiǎn)介
5.2 智能駕駛車(chē)輛平臺(tái)簡(jiǎn)介
5.3 智能車(chē)載硬件介紹
5.3.1 數(shù)據(jù)處理中心硬件介紹
5.3.2 環(huán)境感知系統(tǒng)硬件介紹
5.3.3 坐標(biāo)定位系統(tǒng)的硬件介紹
5.3.4 控制系統(tǒng)的硬件介紹
5.3.5 GPU計(jì)算單元的硬件介紹
5.4 車(chē)輛檢測(cè)算法應(yīng)用
5.4.1 整體框架與顯示界面
5.4.2 車(chē)輛檢測(cè)算法在智能駕駛測(cè)試平臺(tái)實(shí)驗(yàn)
5.5 本章小結(jié)
第六章 總結(jié)與展望
6.1 全文總結(jié)
6.2 進(jìn)一步研究的工作展望
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間參加的科研項(xiàng)目及學(xué)術(shù)成果
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)研究綜述[J]. 周飛燕,金林鵬,董軍. 計(jì)算機(jī)學(xué)報(bào). 2017(06)
[2]采用視覺(jué)顯著性和深度卷積網(wǎng)絡(luò)的魯棒視覺(jué)車(chē)輛識(shí)別算法[J]. 蔡英鳳,王海,陳龍,江浩斌. 江蘇大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版). 2015(03)
[3]國(guó)外車(chē)聯(lián)網(wǎng)智能交通發(fā)展?fàn)顩r[J]. 王泉. 中國(guó)科技投資. 2014 (34)
[4]基于單目視覺(jué)的前方車(chē)輛探測(cè)方法[J]. 施樹(shù)明,儲(chǔ)江偉,李斌,郭烈,王榮本. 農(nóng)業(yè)機(jī)械學(xué)報(bào). 2004(04)
碩士論文
[1]互聯(lián)網(wǎng)行業(yè)的反壟斷研究[D]. 張小玲.南昌大學(xué) 2015
[2]基于HOG特征的車(chē)輛檢測(cè)技術(shù)研究[D]. 馬蓓蓓.華南理工大學(xué) 2015
[3]道路交通事故的人因分析與駕駛員可靠性研究[D]. 畢建彬.北京交通大學(xué) 2012
[4]關(guān)于無(wú)人駕駛汽車(chē)障礙物信息識(shí)別與處理系統(tǒng)的研究[D]. 任燕宏.蘭州理工大學(xué) 2011
[5]圖像LBP特征提取的研究與應(yīng)用[D]. 肖霄.吉林大學(xué) 2011
本文編號(hào):3438123
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