在當今的自動駕駛和智能交通系統領域，視頻車道線檢測技術扮演著至關重要的角色。本書將帶您深入探索這一領域，揭示如何使用深度學習技術來實現精確、魯棒和實時的車道線檢測。
本書全面系統地介紹了基于深度學習的視頻車道線檢測技術，包括基于深度學習的車道線檢測理論基礎、基于Swin Transformer的車道線檢測技術、基于深度混合網絡的連續多幀駕駛場景的魯棒車道線檢測技術、基于深度學習的視頻車道線檢測技術、基于MMA-Net的輕量級視頻實例車道線檢測技術、基于記憶模板的多幀實例車道線檢測技術、未來展望與發展趨勢等。
本書可供從事自動駕駛、交通工程、計算機視覺、深度學習等方面的技術人員參考，亦可供高等院校相關專業師生參考使用。
第1章 緒論 001
1.1 研究背景及意義 002
1.1.1 研究背景 002
1.1.2 研究意義 003
1.2 國內外研究現狀 005
1.2.1 基于圖像處理的車道線檢測技術 007
1.2.2 基于CNN的車道線檢測技術 008
1.3 本書結構概覽 013
第2章 基于深度學習的車道線檢測理論基礎 015
2.1 卷積神經網絡 016
2.1.1 卷積層 016
2.1.2 池化層 017
2.1.3 激活函數 017
2.1.4 全連接層 018
2.1.5 批量歸一化層 019
2.1.6 損失函數 019
2.2 卷積神經網絡的應用 020
2.2.1 目標檢測 021
2.2.2 圖像分割 021
2.3 車道線檢測 023
2.3.1 基于傳統方法的車道線檢測 023
2.3.2 基于深度學習的車道線檢測 024
2.4 數據集 027
2.4.1 交通場景數據集 028
2.4.2 車道線檢測數據集 032
2.4.3 數據集總結 036
2.5 數據預處理 038
2.6 性能評估 039
本章小結 040
第3章 基于Swin Transformer的車道線檢測技術 041
3.1 系統概述 042
3.2 網絡設計 044
3.2.1 車道邊緣建議網絡 044
3.2.2 車道線定位網絡 048
3.3 訓練策略 049
3.3.1 車道邊緣建議網絡 049
3.3.2 車道線定位網絡 050
3.4 實驗和結果 052
3.4.1 數據集 052
3.4.2 超參數設置和硬件環境 053
3.4.3 性能評估 053
3.4.4 測試結果可視化 057
本章小結 065
第4章 基于深度混合網絡的連續多幀駕駛場景的魯棒車道線檢測技術 067
4.1 系統概述 068
4.2 網絡設計 069
4.2.1 優化的MAE網絡 069
4.2.2 掩碼技術 070
4.2.3 基于MAE架構的編解碼器網絡 070
4.3 訓練策略 077
4.4 實驗和結果 078
4.4.1 數據集 078
4.4.2 超參數設置和硬件環境 080
4.4.3 實驗評估和比較 080
4.4.4 消融實驗 094
4.4.5 結果與討論 095
本章小結 096
第5章 基于深度學習的視頻車道線檢測技術 097
5.1 時空記憶網絡 098
5.1.1 Key與Value空間的嵌入張量 098
5.1.2 STM網絡結構 099
5.2 多級記憶聚合模塊 101
5.3 Siamese網絡 104
5.3.1 深度相似性學習 104
5.3.2 全卷積暹羅網絡 105
5.4 自適應模板匹配 106
5.4.1 目標的嵌入向量 106
5.4.2 自適應模板匹配與更新 107
本章小結 110
第6章 基于MMA-Net的輕量級視頻實例車道線檢測技術 111
6.1 FMMA-Net網絡結構 112
6.2 記憶幀編碼器設計 112
6.2.1 ResNet-18-FA網絡結構 115
6.2.2 融合與注意力模塊 115
6.3 查詢幀編碼器設計 118
6.3.1 STDC網絡結構與分析 119
6.3.2 G-STDC網絡結構 123
6.3.3 全局上下文模塊 124
6.4 網絡的損失函數 125
6.4.1 實例車道線存在預測損失函數 125
6.4.2 實例車道線的mIoU損失函數 125
6.4.3 總損失函數 126
6.5 實驗結果與分析 126
6.5.1 VIL-100數據集 126
6.5.2 圖像級評價標準 128
6.5.3 實驗環境搭建與訓練 130
6.5.4 定量實驗結果與分析 130
6.5.5 定性實驗結果與分析 131
6.5.6 融合與注意力模塊的有效性 131
6.5.7 全局上下文模塊的有效性 133
本章小結 136
第7章 基于記憶模板的多幀實例車道線檢測技術 137
7.1 網絡整體結構 138
7.2 記憶模板的工作原理 138
7.3 記憶模板的結構設計 141
7.3.1 全局動態特征 141
7.3.2 局部動態特征 142
7.4 模板匹配與時空記憶中的固有誤差 145
7.4.1 模板匹配中的固有誤差分析 145
7.4.2 時空記憶中的固有誤差分析 146
7.4.3 記憶固有誤差傳播 146
7.5 多目標轉移矩陣損失函數 149
7.6 實驗準備 151
7.6.1 TuSimple數據集 151
7.6.2 CULane數據集 152
7.6.3 視頻級車道線評價標準 152
7.6.4 實驗環境搭建 154
7.6.5 訓練結果 155
7.7 消融實驗結果與分析 156
7.7.1 記憶的有效性 157
7.7.2 融合與注意力模塊的有效性 158
7.7.3 記憶模板的有效性 158
7.7.4 多目標轉移矩陣的有效性 159
7.8 對比實驗結果與分析 161
7.8.1 在VIL-100中定量分析與對比 161
7.8.2 在VIL-100中定性分析與對比 162
7.8.3 在TuSimple中進行定量與定性分析與對比 164
7.8.4 在CULane中進行定量與定性分析與對比 165
7.9 實車實驗 168
7.9.1 實驗裝置介紹 168
7.9.2 相機標定模型搭建 170
7.9.3 相機標定實驗 172
7.9.4 實時視頻檢測 174
本章小結 178
第8章 未來展望與發展趨勢 179
8.1 深度學習技術的進一步應用 180
8.2 智能交通系統的發展前景 181
8.3 車道線檢測技術的創新方向 182
參考文獻 183
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