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Identificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Vita, Diego Eduardo de
Orientador(a): Melanda, Edson Augusto lattes
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de São Carlos
Câmpus São Carlos
Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana - PPGEU
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Palavras-chave em Inglês:
Área do conhecimento CNPq:
Link de acesso: https://hdl.handle.net/20.500.14289/21801
Resumo: According to data from the National Transportation Confederation in 2023, almost 57% of Brazilian highways Brazilian highways have some kind of pavement-related problem, after analyzing the 43.843 km of state highways and 67.659 km of federal highways. By 2022, around 60% of all cargo transported in the country used the road system. and between 2019 and 2021 alone, there were 195,326 accidents. This shows the importance of the road system, but also, in a way, warns of the conservation conditions that roads must be in, and they also need to be maintained quickly and assertively. and assertiveness in maintenance, which is directly related to efficiency in assessment of sidewalk conditions. We can therefore understand the impact of the slowness in assessing the sidewalk of Brazilian roads. In this sense, great efforts have been efforts have been made to carry out an automated assessment, providing the speed that the the process needs. As a result, computational machine learning machine learning techniques have been used to train artificial intelligence algorithms capable of algorithms capable of identifying patterns through images and, therefore, diagnosing the situation the situation found on the roads using the images analyzed. This paper therefore presents structure, pathologies and sidewalk management. It also the main literature on deep neural networks, convolutional networks and object detection. networks and object detection, and then proposes automated inspection of road sidewalks using using deep learning algorithms, by means of video images. images. The results of this work show the identification of pathologies in 98% of the images selected for a real detection test. The method chosen for dataset enabled the model to process the training stage and then be applied to the test. applied to the test. In addition, the dataset was formulated after the initial detection section, which led to the best section, which led to the best labeling strategy for the case of detecting the pans and cracks. Finally, the average confidence result based on the detected images was promising when the size of the image bank used for training is analyzed. used for training.
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This shows the importance of the road system, but also, in a way, warns of the conservation conditions that roads must be in, and they also need to be maintained quickly and assertively. and assertiveness in maintenance, which is directly related to efficiency in assessment of sidewalk conditions. We can therefore understand the impact of the slowness in assessing the sidewalk of Brazilian roads. In this sense, great efforts have been efforts have been made to carry out an automated assessment, providing the speed that the the process needs. As a result, computational machine learning machine learning techniques have been used to train artificial intelligence algorithms capable of algorithms capable of identifying patterns through images and, therefore, diagnosing the situation the situation found on the roads using the images analyzed. This paper therefore presents structure, pathologies and sidewalk management. It also the main literature on deep neural networks, convolutional networks and object detection. networks and object detection, and then proposes automated inspection of road sidewalks using using deep learning algorithms, by means of video images. images. The results of this work show the identification of pathologies in 98% of the images selected for a real detection test. The method chosen for dataset enabled the model to process the training stage and then be applied to the test. applied to the test. In addition, the dataset was formulated after the initial detection section, which led to the best section, which led to the best labeling strategy for the case of detecting the pans and cracks. Finally, the average confidence result based on the detected images was promising when the size of the image bank used for training is analyzed. used for training.Segundo dados da Confederação Nacional dos Transportes de 2023, quase 57% das rodovias brasileiras apresentam algum tipo de problema relacionado ao pavimento, isso após análise das condições de 43.843 km de rodovias estaduais e 67.659 km de rodovias federais. Em 2022, cerca de 60% de toda carga transportada em território nacional usava o sistema rodoviário, sendo que, somente entre 2019 e 2021, ocorreram 195.326 acidentes. Isso mostra a importância do sistema rodoviário, mas também, de certa forma, adverte para as condições de conservação que as rodovias devem possuir, necessitando também de celeridade e assertividade na manutenção, que está diretamente relacionada com a eficiência na avaliação das condições do pavimento. Compreende-se, portanto, o impacto da morosidade na avaliação do pavimento das estradas brasileiras. Nesse sentido, grandes esforços têm sido realizados com o objetivo de realizar uma avaliação automatizada, conferindo a celeridade que o processo necessita. Em virtude disso, técnicas computacionais de aprendizado de máquina têm sido empregadas, com treinamento de algoritmos de inteligência artificial capazes de identificar padrões através de imagens e, portanto, diagnosticar a situação encontrada nas estradas por meio das imagens analisadas. Assim, esse trabalho apresenta os conceitos ligados à estrutura, à patologias e ao gerenciamento de pavimentos. Também traz as principais literaturas à cerca das redes neurais profundas, redes convolucionais e detecção de objetos, para, então, propor a inspeção automatizada em pavimentos rodoviários utilizando algoritmos de aprendizagem profunda, por meio de imagens de vídeo. Os resultados desse trabalho mostram a identificação de patologias em 98% das imagens selecionadas para um teste de detecção real. O método escolhido para composição do dataset possibilitou ao modelo processar a etapa de treinamento e posteriormente ser aplicado ao teste. Além disso, a formulação do dataset ocorreu após a seção de detecção inicial, a qual conduziu à melhor estratégia de rotulação para o caso de detecção das panelas e fissuras. Por fim, o resultado médio de confiança baseado nas imagens detectadas mostrou-se promitente, quando é feita uma analise da dimensão do banco de imagens empregado no treinamento.porUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Urbana - PPGEUUFSCarAttribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessAnálise de Imagens baseada em objetosAprendizado profundoDetecção automatizada de objetosPavimentos flexíveisGerência de pavimentosObject-based image analysisDeep learningAutomated object detectionFlexible pavementsPavement managementENGENHARIAS::ENGENHARIA CIVIL::GEOTECNICAIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundoIdentifying imperfections in flexible highway pavements using video images and deep machine learninginfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisreponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARORIGINALIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo.pdfIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo.pdfapplication/pdf23963313https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/c26d7257-7339-42ec-962e-5127de2739ca/download45163f0cd64b7d99255c3568b4ed3639MD51trueAnonymousREADCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-8905https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/dc3ab9cd-17d1-4f4d-91ef-0bd8db81fad5/download57e258e544f104f04afb1d5e5b4e53c0MD52falseAnonymousREADTEXTIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo.pdf.txtIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo.pdf.txtExtracted texttext/plain103120https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/f6c59579-0973-4368-9b47-55fe7426c4c7/download6110c96f782bc5d0b7db06115b86d608MD53falseAnonymousREADTHUMBNAILIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo.pdf.jpgIdentificação de imperfeições em pavimentos flexíveis de rodovias por meio de imagens de vídeo e aprendizado de máquina profundo.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4722https://repositorio.ufscar.br/bitstreams/c879d703-e972-4b59-8e92-69f8004c4f7d/downloadcdebb87489d86d42aeffaf897e1c8324MD54falseAnonymousREAD20.500.14289/218012025-04-05 00:09:07.995http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/br/Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 Brazilopen.accessoai:repositorio.ufscar.br:20.500.14289/21801https://repositorio.ufscar.brRepositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestrepositorio.sibi@ufscar.bropendoar:43222025-04-05T03:09:07Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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