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Enregistrement W4388859038 · doi:10.3390/s23239315

UAV-Based Image and LiDAR Fusion for Pavement Crack Segmentation

2023· article· en· W4388859038 sur OpenAlexafffund
Ahmed Elamin, Ahmed El‐Rabbany

Notice bibliographique

RevueSensors · 2023
Typearticle
Langueen
DomaineEngineering
ThématiqueInfrastructure Maintenance and Monitoring
Établissements canadiensToronto Metropolitan University
Organismes subventionnairesNatural Sciences and Engineering Research Council of CanadaGovernment of Ontario
Mots-clésRGB color modelSegmentationLidarArtificial intelligenceConvolutional neural networkComputer scienceComputer visionAerial imageElevation (ballistics)Remote sensingImage (mathematics)EngineeringGeology

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

Pavement surface maintenance is pivotal for road safety. There exist a number of manual, time-consuming methods to examine pavement conditions and spot distresses. More recently, alternative pavement monitoring methods have been developed, which take advantage of unmanned aerial systems (UASs). However, existing UAS-based approaches make use of either image or LiDAR data, which do not allow for exploring the complementary characteristics of the two systems. This study explores the feasibility of fusing UAS-based imaging and low-cost LiDAR data to enhance pavement crack segmentation using a deep convolutional neural network (DCNN) model. Three datasets are collected using two different UASs at varying flight heights, and two types of pavement distress are investigated, namely cracks and sealed cracks. Four different imaging/LiDAR fusing combinations are created, namely RGB, RGB + intensity, RGB + elevation, and RGB + intensity + elevation. A modified U-net with residual blocks inspired by ResNet was adopted for enhanced pavement crack segmentation. Comparative analyses were conducted against state-of-the-art networks, namely U-net and FPHBN networks, demonstrating the superiority of the developed DCNN in terms of accuracy and generalizability. Using the RGB case of the first dataset, the obtained precision, recall, and F-measure are 77.48%, 87.66%, and 82.26%, respectively. The fusion of the geometric information from the elevation layer with RGB images led to a 2% increase in recall. Fusing the intensity layer with the RGB images yielded a reduction of approximately 2%, 8%, and 5% in the precision, recall, and F-measure. This is attributed to the low spatial resolution and high point cloud noise of the used LiDAR sensor. The second dataset crack samples obtained largely similar results to those of the first dataset. In the third dataset, capturing higher-resolution LiDAR data at a lower altitude led to improved recall, indicating finer crack detail detection. This fusion, however, led to a decrease in precision due to point cloud noise, which caused misclassifications. In contrast, for the sealed crack, the addition of LiDAR data improved the sealed crack segmentation by about 4% and 7% in the second and third datasets, respectively, compared to the RGB cases.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,000
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,001
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Expérimental (laboratoire) · Signal consensuel: aucune
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: aucune
Score de désaccord entre enseignants0,006
Score d'incertitude au seuil0,012

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0000,001
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,000
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0000,000
Communication savante0,0000,001
Science ouverte0,0010,001
Intégrité de la recherche0,0010,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,001

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,008
Tête enseignante GPT0,237
Écart entre enseignants0,228 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeExpérimental (laboratoire)
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations22
Publié2023
Routes d'admission2
Résumé présentoui

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