論文の概要: A UAV-Based Multi-Modal Vision System for Automated Sideslope Deformation Monitoring and Hazard Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2606.20681v1
- Date: Sat, 13 Jun 2026 19:20:49 GMT
- ステータス: 情報取得中
- システム内更新日: 2026-06-23 11:21:24.921004
- Title: A UAV-Based Multi-Modal Vision System for Automated Sideslope Deformation Monitoring and Hazard Detection
- Title(参考訳): 自動側斜面変形モニタリングとハザード検出のためのUAV多モード視覚システム
- Authors: Jingfeng Zhang, Yi Li, Xianchong Liang, Huan Yang,
- Abstract要約: 本研究の目的は、無人航空機(UAV)搭載光検出・照準器(LiDAR)を用いた斜面危険度検出のための高度自動化ワークフローの開発である。
提案するワークフローは,共有データ取得と地表面抽出の段階,RandLA-Netに基づく単一観測ハザードスクリーニングブランチ,グリッドワイド標高差に基づくマルチエポック変形監視ブランチから構成される。
その結果, 植生被覆下での利用可能な地表面点雲を抽出し, 単一観測点雲から潜在的な危険領域を特定し, マルチを用いたセンチメートルレベルの標高変化を定量化できることが示唆された。
- 参考スコア(独自算出の注目度): 22.798047516914185
- License:
- Abstract: Slope hazards constitute a major safety threat to expressway infrastructure, and their evolution is typically manifested as slow surface deformation. Conventional manual inspection suffers from low efficiency and inadequate operational safety, especially on severely deteriorated slopes. Accordingly, there is an urgent need for an automated, high-precision solution capable of large-area slope observation and analysis. This study aims to develop a highly automated workflow for slope hazard detection using Unmanned Aerial Vehicle (UAV)-borne Light Detection and Ranging (LiDAR). The proposed workflow consists of a shared data-acquisition and ground-surface extraction stage, a single-observation hazard-screening branch based on RandLA-Net, and a multi-epoch deformation-monitoring branch based on grid-wise elevation differencing. To validate the effectiveness of the proposed system, we conducted multiple UAV-borne LiDAR data-acquisition flights in real expressway slope environments. The results show that the workflow can extract usable ground-surface point clouds under vegetation cover, identify potential hazard zones from single-observation point clouds, and quantify centimeter-level elevation changes using multi-epoch grid differencing. This study establishes an end-to-end UAV-borne LiDAR-based workflow for slope inspection and demonstrates its feasibility through controlled experiments, field tests, and simulation-based validation, thereby providing an implementable solution for automated slope-hazard monitoring and intelligent early warning.
- Abstract(参考訳): 斜面の危険は高速道路のインフラにとって大きな安全上の脅威となり、その進化は典型的には緩やかな表面の変形として表される。
従来の手動検査は、特にひどい斜面で、低効率で運転安全が不十分である。
そのため,大規模斜面観測と解析が可能な高精度自動解法が緊急に必要である。
本研究の目的は、無人航空機(UAV)搭載光検出・照準器(LiDAR)を用いた斜面危険度検出のための高度自動化ワークフローを開発することである。
提案するワークフローは,共有データ取得と地表面抽出の段階,RandLA-Netに基づく単一観測ハザードスクリーニングブランチ,グリッドワイド標高差に基づくマルチエポック変形監視ブランチから構成される。
提案手法の有効性を検証するため, 実際の高速道路斜面環境において, 複数のUAV搭載LiDARデータ取得飛行を行った。
その結果, 植生被覆下での利用可能な地表面点雲の抽出, 単一観測点雲からの潜在的な危険領域の同定, マルチエポックグリッドの差分を用いたセンチメートルレベルの標高変化の定量化が可能であることが示唆された。
本研究は, 自動傾斜監視とインテリジェント早期警戒のための実装可能なソリューションを提供することにより, 制御実験, フィールドテスト, シミュレーションベースバリデーションを通じて, エンド・ツー・エンドのUAV搭載LiDARベースの傾斜検査ワークフローを構築し, その実現可能性を示す。
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