ارزیابی توانایی روش فتوگرامتری پهپاد در آشکارسازی ترک روسازی جاده‌ها

نوع مقاله : مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 دانشگاه اصفهان

2 دانشیار دانشکده مهندسی نقشه‌برداری و اطلاعات مکانی، دانشگاه تهران

3 دانشیار دانشکده مهندسی نقشه‌برداری، دانشگاه صنعتی خواجه‌نصیرالدین طوسی

4 hafez

چکیده

به‌منظور ایجاد سامانه مدیریت روسازی راه‌ها باید مؤلفه‌های اطلاعاتی بر اساس دیدگاه‌های مختلف مدیریت روسازی اخذ شوند. ازجمله مهم‌ترین مؤلفه‌های اطلاعاتی در این سامانه‌ها، ارزیابی کیفی وضعیت روسازی راه‌ها می‌باشد. لذا در این رابطه داده‌های حاوی جزئیات خرابی‌های سطحی روسازی از اهمیت فراوانی برخوردار است. خرابی‌های روسازی علاوه بر اینکه باعث استهلاک وسایل نقلیه، صرف هزینه‌های تعمیر و نگهداری و کاهش عمر مفید سازه روسازی می‌شوند، موجب بروز تصادفات و کاهش ایمنی معابر نیز می‌گردند. با توجه به اینکه مهم‌ترین خرابی‌های سطحی در روسازی جاده‌ها مربوط به ترک‌ها می‌باشند و ازآنجایی‌که تشخیص این ترک‌ها به‌صورت بصری قابل‌برداشت و ارزیابی است، پس روش‌های مبتنی بر تصویربرداری می‌تواند در تشخیص آن بسیار کارگشا باشد. در این پژوهش از فتوگرامتری پهپاد به‌عنوان روشی مکمل جهت آشکارسازی خرابی‌های ناشی از ترک روسازی استفاده شده است. لذا با ارائه روندی جهت بررسی پارامترهای بهینه در طراحی شبکه فتوگرامتری پهپاد و همچنین پیاده‌سازی الگوریتمی خودکار مبتنی بر پردازش تصویر و طبقه‌بندی کننده درخت تصمیم‌گیری اقدام گردید. نتایج حاصل از ارزیابی صورت گرفته در خصوص آشکارسازی پیکسل‌های ترک توسط الگوریتم پیشنهادی و مقایسه آن با واقعیت زمینی در بهترین حالت و با استفاده از ارتوفتوموزائیک تولیدشده از تصاویر اخذشده توسط پهپاد فانتوم4پرو در ارتفاع 20 متری، دقت 96% حاصل شد. با توجه به‌دقت بالای این روش در آشکارسازی خرابی‌های ناشی از ترک، استفاده از فتوگرامتری پهپاد به‌عنوان روشی مکمل و قابل‌اعتماد در سامانه مدیریت روسازی پیشنهادشده است.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Evaluation of UAV Photogrammetric capability in Road Pavement Cracks Detection

نویسندگان [English]

  • Seyed Arya Fakhri 1
  • Mohammad Saadatseresht 2
  • Masood Varshosaz 3
  • HAMZEH ZAKERI 4
1 دانشجو دکتری
2 Department of Engineering, University of Tehran, Tehran, Iran
3 Department of Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran
4 RESEARCHER /AUT
چکیده [English]

In order to establish a system for managing road pavement, it is mandatory to prepare information components based on various perspectives of pavement management. One of the most important information components in these systems is quality assessment regarding road pavement status. Apart from causing vehicle depreciation and damage, maintenance costs, and reducing the useful lifespan of the pavement structure, road pavement failures also lead to accidents and reduce road safety. Bearing in mind that the most important surface damages in road pavement are related to cracks with longitudinal, transverse, oblique, alligator and block types, and as such cracks and defect can be visually and non-destructively assessed and evaluated, imaging-based approaches and techniques can provide details such as the type of defect, its severity, extent, and location and prove to be highly useful. UAV has been proposed as a complementary approach aimed at providing information on defects caused by cracks in the country road pavement management system. According to the author, the output of UAV products will significantly improve if the system parameters are adjusted. Consequently, through presenting a procedure to investigate the optimal parameters in the design of a UAV network, further, attempts were made for the implementation of an automated algorithm based on image processing operations & classifier decision tree which is independent of scale and image dimensions. Hence, after removing the road edges and determining the asphalt area, a pixel detection operation was carried out to reveal the cracks. An accuracy of 96% was determined for the orthophotomosaic.

کلیدواژه‌ها [English]

  • PMS
  • UAV
  • Image processing
  • Machine learning
  • Decision Tree