BỘ CÔNG THƯƠNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP HÀ NỘI
ĐÀO LÊ HUY
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG HỌC MÁY PHÁT HIỆN VẾT NỨT
CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG QUA ẢNH THU ĐƯỢC TỪ
THIẾT BN BAY KHÔNG NGƯỜI LÁI
Ngành: Hệ thống thông tin
Mã số: 8480104
ĐỀ ÁN TỐT NGHIỆP THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN
NGƯỜI HƯỚNG DẪN:
TS. Phạm Văn Hà
Hà Nội – 2024
i
LỜI CAM ĐOAN
Học viên là Đào Lê Huy, học viên cao học lớp Cao học hệ thống thông tin
khóa 12. Học viên cam đoan rằng đề án thạc sĩ mang tựa đề “Nghiên cứu ứng
dụng học máy phát hiện vết nứt công trình giao thông qua ảnh thu được từ thiết
bị bay không người lái” được trình bày dưới đây là công trình nghiên cứu của
chính học viên dưới sự hướng dẫn của TS. Phạm Văn Hà. Các nội dung nghiên
cứu và kết quả trong đề tài này là trung thực và chưa từng được ai công bố trong
bất cứ công trình nghiên cứu nào trước đây.
Những số liệu trong các bảng biểu phục vụ cho việc phân tích, nhận xét,
đánh giá được chính học viên thu thập từ các nguồn khác nhau có ghi trong
phần tài liệu tham khảo. Học viên cam đoan rằng không có bất kỳ vi phạm nào
đối với các quy định đạo đức nghiên cứu khoa học trong quá trình thực hiện
luận án. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn đúng nguồn gốc và được sử dụng
một cách hợp lý.
Học viên hiểu rõ rằng nếu phát hiện bất kỳ sai sót, vi phạm hoặc gian lận
nào trong đề án của mình, học viên sẽ chịu trách nhiệm trước pháp luật và có
thể bị xem xét lại về bằng cấp đã đạt được. Học viên viết cam đoan này và học
viên hoàn toàn chịu trách nhiệm về tính chính xác và trung thực của công trình
nghiên cứu của mình.
Hà Nội, ngày 17 tháng 05 năm 2024
Tác giả
Đào Lê Huy
ii
MỤC LỤC
!
LỜI CAM ĐOAN ............................................................................................. i
MỤC LỤC ........................................................................................................ ii
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT ....................................... iv
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ ....................................................................... vi
DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU ................................................................ viii
MỞ ĐẦU .......................................................................................................... 1
Lý do chọn đề tài ......................................................................................... 1
Tổng quan nghiên cứu ................................................................................ 2
Mục tiêu của đề tài ...................................................................................... 2
Phương pháp nghiên cứu ........................................................................... 2
Nội dung nghiên cứu ................................................................................... 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN BÀI TOÁN ...................................................... 5
1.1. Tổng quan về thị giác máy tính ..................................................... 5
1.1.1. Giới thiệu thị giác máy tính .......................................................... 5
1.1.2. Các kỹ thuật xử lý ảnh .................................................................. 7
1.2. Vấn đề xác định vết nứt từ ảnh UAV .......................................... 19
1.2.1. Tình hình nghiên cứu trong nước ................................................ 19
1.2.2. Tình hình nghiên cứu ở nước ngoài ............................................ 22
1.3. Kết luận chương ............................................................................ 24
CHƯƠNG 2: GIẢI PHÁP XÁC ĐNNH VẾT NỨT TỪ ẢNH UAV ......... 25
2.1. Trí tuệ nhân tạo ............................................................................. 25
2.2. Mạng nơron tích chập .................................................................. 36
2.3. Mạng Transformer ....................................................................... 42
2.4. Kết luận chương ............................................................................ 47
iii
CHƯƠNG 3: THỬ NGHIỆM VÀ ĐÁNH GIÁ .......................................... 48
3.1. Thiết kế môi trường ...................................................................... 48
3.2. Mô hình thu nhận hình ảnh từ thiết bị bay ................................ 48
3.3. Thu thập dữ liệu huấn luyện mô hình ......................................... 51
3.4. Xây dựng mô hình và đánh giá .................................................... 52
3.4.1. Mô hình thuật toán ...................................................................... 52
3.4.2. Quá trình thực nghiệm ................................................................ 59
3.4.3. Đánh giá kết quả ......................................................................... 69
3.5. Kết luận chương ............................................................................ 70
KẾT LUẬN .................................................................................................... 71
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ..................................................... 72
iv
DANH MỤC CÁC KÍ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT
Viết tắt
Tiếng Anh
UAV
Unmanned Aerial Vehicle
FPS
Frame per second
TP
True Positive
FP
False Negative
IoU
Intersection over union
mIoU
Mean intersection over
union
AI
Artificial Intelligence
CNN
Convolution Neural
Network
SOTA
State-of-the-art
ANN
Artificial Neural Networks
RF
Random Forest
SVM
Support Vector Machine
VGG
Visual Geometry Group
RGB
Red, green, blue
CMYK
Cyan, magenta, yellow, key