딥러닝을 이용한 스마트폰 기반의 도로 포트홀 검출 및 관리 (Smartphone-based System for Road Pothole Detection and Management using Deep Learning)

서지정보

· 발행기관 : 조선대학교 IT연구소
· 수록지 정보 : 정보기술융합공학논문지 / 15권 / 1호 / 11 ~ 21페이지
· 저자명 : 이 규민, 신 민서, 장 지은, 윤 정원, 이 경미

초록

최근 대한민국의 급격한 기후 변화와 도로 노후화로 인해 포트홀이 빈번하게 발생하며, 이에 따른 자동차 사고 건수도 급증하고 있다. 본 논문에서는 도로 위의 포트홀을 실시간으로 검출하고 이를 사 용자가 스마트폰 앱을 통해 편리하게 정보를 받고 신고할 수 있는 시스템을 제안한다. 우선 주행 중인 자동차에 부착된 카메라로부터 들어오는 이미지에서 도로 위의 포트홀을 검출하기 위해 다양한 명암과 기상 조건을 반영하여 이미지 데이터를 증강한다. 증강된 이미지는 명암 대비가 개선되고 각 증강 조 건에 따라 에지 정보를 추가하여 학습데이터를 구성한다. 본 논문에서는 실시간으로 포트홀 검출을 최 적화하기 위해 YOLOv8n을 전이학습 시킨다. 또한, 제안된 시스템은 자동차의 바퀴 접촉 면적에 대 한 크기를 측정하여 포트홀의 위험도를 평가하고 위험을 세 가지 수준으로 분류한다. 사용자는 주행 중 스마트폰 앱으로 새로 검출된 포트홀을 등록할 수 있을 뿐만 아니라 이미 등록된 포트홀에 대한 정 보와 알림 신호를 받을 수 있다. 제안하는 포트홀 검출 및 관리 시스템은 사전 예방적 포트홀 도로 관 리를 가능하게 하고 운전자에게 잠재적 위험을 경고함으로써 도로 안전을 개선할 수 있다.

영어초록

Recent rapid climate changes and road deterioration in South Korea have led to an increase in potholes, resulting in a significant increase in automobile accidents. This paper proposes a real-time pothole detection system that allows users to conveniently receive information and report them through a smartphone application. To detect potholes on the road from images captured by a camera mounted on a driving car, image data are augmented to reflect various brightness and weather conditions. These augmented images are then enhanced for contrast and edge information is added according to each augmentation condition to create training data. This paper utilizes transfer learning to optimize pothole detection in real time using YOLOv8n. Additionally, the proposed system calculates the actual size of detected potholes in images and assesses their risk level based on the contact area ratio with car wheels, thereby classifying the danger into three levels. While driving, users can register newly detected potholes through the smartphone app as well as receive information and alert signals about previously registered potholes. The proposed pothole detection and management system can facilitate proactive road maintenance and improve road safety by alerting drivers of potential hazards.

참고자료

· 없음