基于視覺(jué)的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)的研究的中期報(bào)告

基于視覺(jué)的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)的研究的中期報(bào)告前言道路場(chǎng)景理解與描述是計(jì)算機(jī)視覺(jué)領(lǐng)域的重要研究方向之一，其應(yīng)用領(lǐng)域廣泛，包括自動(dòng)駕駛、交通安全、智慧交通等。本研究旨在設(shè)計(jì)一種基于視覺(jué)的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)駕駛環(huán)境中的道路標(biāo)志、道路線、車(chē)輛等信息進(jìn)行識(shí)別和描述，為駕駛員提供更準(zhǔn)確、更全面的道路信息，提高駕駛安全性。本報(bào)告為研究中期報(bào)告，主要介紹研究目的、研究方法、研究進(jìn)展和下一步工作計(jì)劃等內(nèi)容。一、研究目的本研究的主要目的是設(shè)計(jì)一種基于視覺(jué)的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)，能夠?qū)崟r(shí)地對(duì)駕駛環(huán)境中的道路標(biāo)志、道路線、車(chē)輛等信息進(jìn)行識(shí)別和描述，為駕駛員提供更準(zhǔn)確、更全面的道路信息，提高駕駛安全性。具體包括以下幾個(gè)方面的研究目標(biāo)：1.設(shè)計(jì)一種基于深度學(xué)習(xí)的道路標(biāo)志識(shí)別算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)不同道路標(biāo)志的準(zhǔn)確識(shí)別。2.設(shè)計(jì)一種基于圖像處理算法的道路線檢測(cè)與跟蹤算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)駕駛環(huán)境中的道路線進(jìn)行檢測(cè)和跟蹤。3.設(shè)計(jì)一種基于目標(biāo)檢測(cè)算法的車(chē)輛識(shí)別與跟蹤算法，能夠?qū)崿F(xiàn)對(duì)駕駛環(huán)境中的車(chē)輛進(jìn)行準(zhǔn)確識(shí)別和跟蹤。4.實(shí)現(xiàn)以上算法并將其集成到一個(gè)完整的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)中，提供實(shí)時(shí)的道路信息描述功能，方便駕駛員進(jìn)行駕駛決策。二、研究方法本研究主要采用以下幾種研究方法：1.深度學(xué)習(xí)方法：利用深度學(xué)習(xí)技術(shù)設(shè)計(jì)道路標(biāo)志識(shí)別算法，以提高識(shí)別準(zhǔn)確率。2.圖像處理方法：采用圖像處理技術(shù)實(shí)現(xiàn)道路線檢測(cè)和跟蹤功能，以實(shí)現(xiàn)對(duì)道路線信息的實(shí)時(shí)提取和更新。3.目標(biāo)檢測(cè)方法：運(yùn)用目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的準(zhǔn)確識(shí)別和跟蹤，從而提高系統(tǒng)在復(fù)雜車(chē)流場(chǎng)景下的魯棒性和穩(wěn)定性。4.系統(tǒng)集成方法：將以上算法集成到一個(gè)完整的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)中，并實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)的道路信息描述功能。三、研究進(jìn)展目前，我們已經(jīng)完成了對(duì)道路標(biāo)志、道路線、車(chē)輛的識(shí)別和跟蹤算法的初步設(shè)計(jì)以及系統(tǒng)平臺(tái)的搭建工作。主要進(jìn)展如下：1.道路標(biāo)志識(shí)別算法的設(shè)計(jì)：我們采用了深度學(xué)習(xí)技術(shù)中的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)（CNN）來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路標(biāo)志的識(shí)別，同時(shí)結(jié)合了數(shù)據(jù)增強(qiáng)技術(shù)來(lái)提高算法的魯棒性和準(zhǔn)確率。我們?cè)谧越ǖ臄?shù)據(jù)集上進(jìn)行訓(xùn)練和測(cè)試，結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)了較好的識(shí)別效果。2.道路線檢測(cè)與跟蹤算法的設(shè)計(jì)：我們采用了Canny算子來(lái)進(jìn)行邊緣檢測(cè)，并結(jié)合魯棒性較好的Hough變換進(jìn)行道路線檢測(cè)，同時(shí)采用了一些圖像匹配和區(qū)域分割方法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)道路線的跟蹤。我們?cè)谧越ǖ臄?shù)據(jù)集上進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)了較好的道路線檢測(cè)和跟蹤效果。3.車(chē)輛識(shí)別與跟蹤算法的設(shè)計(jì)：我們采用了目標(biāo)檢測(cè)技術(shù)中的YOLOv3算法來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)車(chē)輛的識(shí)別和跟蹤。我們?cè)谧越ǖ臄?shù)據(jù)集上進(jìn)行測(cè)試，結(jié)果表明，實(shí)現(xiàn)了較好的車(chē)輛檢測(cè)和跟蹤效果。4.系統(tǒng)集成：我們已經(jīng)將以上算法集成到一個(gè)完整的道路場(chǎng)景理解與描述系統(tǒng)中，并實(shí)現(xiàn)了實(shí)時(shí)的道路信息描述功能。用戶(hù)可以通過(guò)該系統(tǒng)獲取路面上的標(biāo)志、道路線、車(chē)輛等信息。四、下一步工作計(jì)劃下一步我們將主要完成以下工作：1.對(duì)算法進(jìn)行進(jìn)一步的優(yōu)化，提高識(shí)別和跟蹤的準(zhǔn)確率和魯棒性。2.繼續(xù)完善系統(tǒng)用戶(hù)界面，提高用戶(hù)的使用體驗(yàn)。3