在當今的自動駕駛和智能交通系統(tǒng)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(xiàn)精確、魯棒和實時的車道線檢測。
本書全面系統(tǒng)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(wǎng)絡的連續(xù)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(fā)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(yè)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(nèi)外研究現(xiàn)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(jīng)網(wǎng)絡 016
2.1.1 卷積層 016
2.1.2 池化層 017
2.1.3 激活函數(shù) 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(shù) 019
2.2 卷積神經(jīng)網(wǎng)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(tǒng)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(shù)據(jù)集 027
2.4.1 交通場景數(shù)據(jù)集 028
2.4.2 車道線檢測數(shù)據(jù)集 032
2.4.3 數(shù)據(jù)集總結 036
2.5 數(shù)據(jù)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(tǒng)概述 042
3.2 網(wǎng)絡設計 044
3.2.1 車道邊緣建議網(wǎng)絡 044
3.2.2 車道線定位網(wǎng)絡 048
3.3 訓練策略 049
3.3.1 車道邊緣建議網(wǎng)絡 049
3.3.2 車道線定位網(wǎng)絡 050
3.4 實驗和結果 052
3.4.1 數(shù)據(jù)集 052
3.4.2 超參數(shù)設置和硬件環(huán)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(wǎng)絡的連續(xù)多幀駕駛場景的魯棒車道線檢測技術 067
4.1 系統(tǒng)概述 068
4.2 網(wǎng)絡設計 069
4.2.1 優(yōu)化的MAE網(wǎng)絡 069
4.2.2 掩碼技術 070
4.2.3 基于MAE架構的編解碼器網(wǎng)絡 070
4.3 訓練策略 077
4.4 實驗和結果 078
4.4.1 數(shù)據(jù)集 078
4.4.2 超參數(shù)設置和硬件環(huán)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(wǎng)絡 098
5.1.1 Key與Value空間的嵌入張量 098
5.1.2 STM網(wǎng)絡結構 099
5.2 多級記憶聚合模塊 101
5.3 Siamese網(wǎng)絡 104
5.3.1 深度相似性學習 104
5.3.2 全卷積暹羅網(wǎng)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(wǎng)絡結構 112
6.2 記憶幀編碼器設計 112
6.2.1 ResNet-18-FA網(wǎng)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(wǎng)絡結構與分析 119
6.3.2 G-STDC網(wǎng)絡結構 123
6.3.3 全局上下文模塊 124
6.4 網(wǎng)絡的損失函數(shù) 125
6.4.1 實例車道線存在預測損失函數(shù) 125
6.4.2 實例車道線的mIoU損失函數(shù) 125
6.4.3 總損失函數(shù) 126
6.5 實驗結果與分析 126
6.5.1 VIL-100數(shù)據(jù)集 126
6.5.2 圖像級評價標準 128
6.5.3 實驗環(huán)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(wǎng)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(tài)特征 141
7.3.2 局部動態(tài)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(zhuǎn)移矩陣損失函數(shù) 149
7.6 實驗準備 151
7.6.1 TuSimple數(shù)據(jù)集 151
7.6.2 CULane數(shù)據(jù)集 152
7.6.3 視頻級車道線評價標準 152
7.6.4 實驗環(huán)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(zhuǎn)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(fā)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(tǒng)的發(fā)展前景 181
8.3 車道線檢測技術的創(chuàng)新方向 182
參考文獻 183
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