Detección automática de grietas y fisuras en pavimento por medio de fotos y redes neuronales convolucionales

Las vías son el medio de transporte de personas y carga más importante en Colombia, mantenerlas en buenas condiciones es una tarea desafiante que requiere como primer paso conocer el estado de estas. Dentro de los muchos parámetros para medir el estado de las vías, las grietas y fisuras son uno de l...

Full description

Autores:
Marín-Acevedo, Edwin Alonso
Tipo de recurso:
Tesis
Fecha de publicación:
2019
Institución:
Universidad Católica de Oriente
Repositorio:
Repositorio UCO
Idioma:
spa
OAI Identifier:
oai:repositorio.uco.edu.co:20.500.12516/419
Acceso en línea:
https://hdl.handle.net/20.500.12516/419
Palabra clave:
Detección de grietas y fisuras
Mask R-CNN
Segmentación de instancias
Redes neuronales convolucionales
Convolutional neural networks
Cracks and fissures detection
Instance segmentation
Mask R-CNN
Pavimento
Construción
Estradas
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Redes neuronales artificiales
Inteligencia artificial
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description Las vías son el medio de transporte de personas y carga más importante en Colombia, mantenerlas en buenas condiciones es una tarea desafiante que requiere como primer paso conocer el estado de estas. Dentro de los muchos parámetros para medir el estado de las vías, las grietas y fisuras son uno de los más importantes porque reflejan el estado superficial del pavimento. En este trabajo se propuso un sistema automático para la detección y segmentación automática de grietas y fisuras por medio de imágenes del pavimento. Para ello se tomaron 28000 fotos en vías del oriente antioqueño y se etiquetaron manualmente 4200 con grietas visibles. Se entrenó una arquitectura de red neuronal convolucional conocida como Mask R-CNN y, estableciendo un valor de certidumbre del modelo en 0.85, se logró obtener una precisión del 80% con niveles de sensibilidad del 78% y media de precisión del 77 %. El modelo entrenado tiene un rendimiento sobresaliente cuando las grietas son grandes, por lo tanto, investigaciones futuras se deben centrar en la detección de grietas de menor dimensión.
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En este trabajo se propuso un sistema automático para la detección y segmentación automática de grietas y fisuras por medio de imágenes del pavimento. Para ello se tomaron 28000 fotos en vías del oriente antioqueño y se etiquetaron manualmente 4200 con grietas visibles. Se entrenó una arquitectura de red neuronal convolucional conocida como Mask R-CNN y, estableciendo un valor de certidumbre del modelo en 0.85, se logró obtener una precisión del 80% con niveles de sensibilidad del 78% y media de precisión del 77 %. El modelo entrenado tiene un rendimiento sobresaliente cuando las grietas son grandes, por lo tanto, investigaciones futuras se deben centrar en la detección de grietas de menor dimensión.Roads are the most important means of transporting people and cargo in Colombia, keeping them in good condition is a challenging task that requires as a first step know their status. Among the many parameters to measure the state of the roads, cracks and fissures are one of the most important because they reflect the surface state of the pavement. In this work an automatic system was proposed for the automatic detection and segmentation of cracks and fissures by means of photos of the pavement. For this, 28000 images were taken on the eastern Antioquia roads and 4200 were manually labeled with visible cracks. A convolutional neural network specifically Mask R-CNN was trained and by setting a certainty value of the model at 0.85 an accuracy of 80% was achieved with sensitivity levels of 78% and mean accuracy of 77%. In general, the model works very well for large cracks, thus, future research should focus to detect small ones.18application/pdfspaUniversidad Católica de OrienteIngenieríaIngeniería ElectrónicaTrabajo de gradosDetección de grietas y fisurasMask R-CNNSegmentación de instanciasRedes neuronales convolucionalesConvolutional neural networksCracks and fissures detectionInstance segmentationMask R-CNNPavimentoConstruciónEstradasRúasRedes neuronales artificialesInteligencia artificialDetección automática de grietas y fisuras en pavimento por medio de fotos y redes neuronales convolucionalesResearch articleinfo:eu-repo/semantics/reporthttp://purl.org/coar/resource_type/c_46echttp://purl.org/coar/resource_type/c_93fchttps://purl.org/redcol/resource_type/TPTesis/Trabajo de grado - Monografía – EspecializaciónInterés GeneralTEXTDetección automática de grietas y fisuras en pavimento por medio de fotos y redes neuronales convolucionales.pdf.txtDetección automática de grietas y fisuras en pavimento por medio de fotos y redes neuronales convolucionales.pdf.txtExtracted texttext/plain25061https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/9e1e181c-c362-40ab-abe9-380ae3b554bb/download914f10bbc8b1494b76ef593159a1c40fMD55Autorización depósito Repositorio Institucional.pdf.txtAutorización depósito Repositorio Institucional.pdf.txtExtracted texttext/plain2https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/8ab2dce2-62f3-48e0-8eef-5936f76f829d/downloade1c06d85ae7b8b032bef47e42e4c08f9MD57Trabajo de grado.pdf.txtTrabajo de grado.pdf.txtExtracted texttext/plain25061https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/63d52c57-9a34-42c2-ac96-a4b41feb51e6/download914f10bbc8b1494b76ef593159a1c40fMD59THUMBNAILDetección automática de grietas y fisuras en pavimento por medio de fotos y redes neuronales convolucionales.pdf.jpgDetección automática de grietas y fisuras en pavimento por medio de fotos y redes neuronales convolucionales.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg4867https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/4b4b5847-a0e3-47b9-aba9-fc0e0afec06d/download6810cf971cf2a93e5284ff388e0925adMD56Autorización depósito Repositorio Institucional.pdf.jpgAutorización depósito Repositorio Institucional.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg5718https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/4fe54b4c-d6d2-4339-8b50-0e7fa837d2f7/download7e657994da6f3fd67e893ac3c8c7b79eMD58Trabajo de grado.pdf.jpgTrabajo de grado.pdf.jpgGenerated Thumbnailimage/jpeg1559https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/9d209bc5-d707-46ac-8a5f-cffbdc46a96d/download00d8c46ce190fd5ba7b5e2ef4b08ce60MD510ORIGINALTrabajo de grado.pdfTrabajo de grado.pdfapplication/pdf728838https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/22eb772c-f1ce-4e85-b159-da4aeeb1273e/downloadaf747b3d63b8fb060e6ec3d2738c3504MD51Autorización depósito Repositorio Institucional.pdfAutorización depósito Repositorio Institucional.pdfapplication/pdf639488https://repositorio.uco.edu.co/bitstreams/5e419b0f-f109-40f2-83a8-e84aaf756c54/downloaddd1c159824c6e1c6f75b21e88cc522e1MD52LICENSElicense.txtlicense.txttext/plain; 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