在输电线路巡检任务中,采用深度学习技术实现施工机械运动的有效跟踪对智能电网建设至关重要。针对目标间遮挡干扰以及误检漏检造成的多目标跟踪性能显著下降的问题,提出一种改进YOLOv5s与优化ByteTrack相结合的多目标跟踪算法。在目标...在输电线路巡检任务中,采用深度学习技术实现施工机械运动的有效跟踪对智能电网建设至关重要。针对目标间遮挡干扰以及误检漏检造成的多目标跟踪性能显著下降的问题,提出一种改进YOLOv5s与优化ByteTrack相结合的多目标跟踪算法。在目标检测部分:首先,采用轻量级的Ghost卷积和SimAM构建SGC3(SimAM and Ghost convolution with C3)模块,以提高特征利用率,并减少算法冗余计算;其次,在主干网络的深层,提出卷积引导的三重注意力模块R-Triplet(RFAConv with Triplet attention),从而利用多分支结构增强算法跨维度信息交互,并抑制不相关背景信息来提高目标的关联能力;最后,在特征融合部分添加多分支感受野模块(MRB),以利用空洞卷积扩大目标感受野,并增强多尺度目标全局特征信息的复用。在目标跟踪部分:在ByteTrack算法的基础上,根据施工机械的运动特点,提出一种自适应计算噪声尺度的NSA(Noise Scale Adaptively)卡尔曼滤波算法,以降低低质量检测框对滤波算法性能的影响;同时,在数据关联部分引入高斯平滑插值算法(GSI),从而进一步完善多目标跟踪的效果。实验结果表明,所提CRM-YOLOv5s算法的平均精度均值(mAP)达到了97.4%,与基线算法YOLOv5s相比提升了3.8个百分点,参数量和浮点运算量分别减少了0.28×10~6和1.8 GFLOPs,可见该算法在多种应用场景下的泛化能力更强。此外,相较于原YOLOv5s+ByteTrack跟踪算法,所提CRM-YOLOv5s算法与改进后的ByteTrack算法相结合后的多目标跟踪准确度(MOTA)提升了4.5个百分点,目标身份切换次数(IDs)减少了15,且获得了较高的推理速度,可见该算法适用于输电线路场景下施工机械的多目标跟踪任务。展开更多
针对输电线路异物检测中存在背景干扰、图像分辨率低且异物尺度变化大等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的输电线路异物检测模型。首先,通过空间深度卷积(space to depth conconvolution,SPD-Conv)和多维协作注意力(multidimensional col...针对输电线路异物检测中存在背景干扰、图像分辨率低且异物尺度变化大等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的输电线路异物检测模型。首先,通过空间深度卷积(space to depth conconvolution,SPD-Conv)和多维协作注意力(multidimensional collaborative attention,MCA)机制构造新的骨干网络,加强模型对低分辨率图像特征提取及抑制背景干扰的能力,同时增加对小目标异物的关注度。其次,使用幻影卷积(ghost convolution,Ghost-Conv)改进高效分层聚合网络(efficient layer aggregation network,ELAN)的输出部分,大幅降低模型的计算量。最后,基于可伸缩交并比(scalable intersection over union,SIoU)优化损失函数,进一步提高模型的训练速度和鲁棒性。实验结果表明,所提模型在输电线路异物检测数据集上平均精度均值(mean average precision,mAP)达到95.98%,高于其他主流对比模型,同时每秒帧数(frames per second,FPS)达到64,满足输电线路异物的实时性检测。展开更多
文摘在输电线路巡检任务中,采用深度学习技术实现施工机械运动的有效跟踪对智能电网建设至关重要。针对目标间遮挡干扰以及误检漏检造成的多目标跟踪性能显著下降的问题,提出一种改进YOLOv5s与优化ByteTrack相结合的多目标跟踪算法。在目标检测部分:首先,采用轻量级的Ghost卷积和SimAM构建SGC3(SimAM and Ghost convolution with C3)模块,以提高特征利用率,并减少算法冗余计算;其次,在主干网络的深层,提出卷积引导的三重注意力模块R-Triplet(RFAConv with Triplet attention),从而利用多分支结构增强算法跨维度信息交互,并抑制不相关背景信息来提高目标的关联能力;最后,在特征融合部分添加多分支感受野模块(MRB),以利用空洞卷积扩大目标感受野,并增强多尺度目标全局特征信息的复用。在目标跟踪部分:在ByteTrack算法的基础上,根据施工机械的运动特点,提出一种自适应计算噪声尺度的NSA(Noise Scale Adaptively)卡尔曼滤波算法,以降低低质量检测框对滤波算法性能的影响;同时,在数据关联部分引入高斯平滑插值算法(GSI),从而进一步完善多目标跟踪的效果。实验结果表明,所提CRM-YOLOv5s算法的平均精度均值(mAP)达到了97.4%,与基线算法YOLOv5s相比提升了3.8个百分点,参数量和浮点运算量分别减少了0.28×10~6和1.8 GFLOPs,可见该算法在多种应用场景下的泛化能力更强。此外,相较于原YOLOv5s+ByteTrack跟踪算法,所提CRM-YOLOv5s算法与改进后的ByteTrack算法相结合后的多目标跟踪准确度(MOTA)提升了4.5个百分点,目标身份切换次数(IDs)减少了15,且获得了较高的推理速度,可见该算法适用于输电线路场景下施工机械的多目标跟踪任务。
文摘针对输电线路异物检测中存在背景干扰、图像分辨率低且异物尺度变化大等问题,提出了一种基于改进YOLOv7的输电线路异物检测模型。首先,通过空间深度卷积(space to depth conconvolution,SPD-Conv)和多维协作注意力(multidimensional collaborative attention,MCA)机制构造新的骨干网络,加强模型对低分辨率图像特征提取及抑制背景干扰的能力,同时增加对小目标异物的关注度。其次,使用幻影卷积(ghost convolution,Ghost-Conv)改进高效分层聚合网络(efficient layer aggregation network,ELAN)的输出部分,大幅降低模型的计算量。最后,基于可伸缩交并比(scalable intersection over union,SIoU)优化损失函数,进一步提高模型的训练速度和鲁棒性。实验结果表明,所提模型在输电线路异物检测数据集上平均精度均值(mean average precision,mAP)达到95.98%,高于其他主流对比模型,同时每秒帧数(frames per second,FPS)达到64,满足输电线路异物的实时性检测。
