基于改进Yolov5模型的纱筒余纱量检测方法

为实现针织圆纬机纱架上纱筒余纱量的实时检测,提出一种深度学习与传统图像处理相结合的检测方法。通过优化Yolov5的主干网络并加入Shuffle-Attention注意力机制,利用改进后模型在图像中检测并框出纱筒位置;然后利用透视变换、均值偏移、canny轮廓检测、闭操作等处理获取纱筒内外圆轮廓,设计基于梯度下降的圆拟合算法,拟合纱筒内外圆的轮廓,得到纱筒的内外圆半径;最后结合小孔成像的原理完成纱筒余纱量的测量。结果表明:改进后的Yolov5模型在纱筒检测精度上达到99.5%,检测速度可达20帧/s,同时模型参数减少至3.255×106可检测的最小纱筒余纱量为3 mm,当纱筒余纱量小于3 mm后,将其视为空筒,进行延时更换。本文算法拟合圆所花费时间是传统霍夫圆检测算法的1/4左右,因此可满足针织车间的实际应用需求。

改进YOLOv5s的钢材表面缺陷检测算法

为提高钢材表面缺陷检测的准确率,提出一种改进YOLOv5s的钢材表面缺陷检测算法。首先,在特征提取网络中引入Swin Transformer结构,增强网络对特征的感知能力;其次,添加坐标注意力机制,加强对重要特征信息的关注;最后,针对钢材缺陷的特点增加检测层,提升多尺度目标检测能力,并使用SIOU损失函数评估检测效果。将所提出的算法在公开数据集NEU-DET上进行消融实验,结果表明:所提算法能有效提高钢材表面缺陷目标检测的准确率。

基于机器视觉和改进YOLOv5s的鲫病害轻量级无损检测模型

以鲫(Carassius auratus)常见病害为例,从实际生产角度出发,提出了一种基于机器视觉和改进YOLOv5s的鲫病害轻量级无损检测模型,可实现鲫鱼体多种病害的同步无损快速检测。首先,通过利用Shuf-fleNetV2替换YOLOv5s主干网络,对模型进行轻量化改进;在此基础上,耦合一种基于卷积块的注意力机制[Convolutional block attention module(CBAM)]提高模型精准度;最后,结合空洞空间卷积池化金字塔[Atrous spatial pyramid pooling(ASPP)]提升模型鲁棒性。通过在自制鲫病害数据集上测试可知,文章所提出模型病害检测精确率可达92.0%,模型体积仅为14400 kb,优于当前相关主流模型(最高精确率为83.6%,最小体积为15750 kb),为水产养殖鱼类病害无损快速检测提供了技术支撑。

基于改进YOLOv5的柑橘目标识别研究

文章针对现有的柑橘目标识别存在准确率不高,以及深度学习模型参数量和浮点计算量大的问题,提出基于YOLOv5算法进行三个方面的改进,一是引入轻量化网络Mobilenetv3、ShufflenetV2、Ghost等对YOLOv5的Backbone模块进行改进,二是针对Neck网络的C3部分融入注意力机制进行改进,三是使用Ghost Conv模块来改进Neck网络的Conv模块。最终改进的算法在模型参数和浮点计算量方面均下降为原来的1/7左右,经过优化参数训练后,该模型在测试集上的mAP@0.5达到了0.957。

面向小目标的改进YOLOv5安全帽佩戴检测算法

安全帽是施工人员的安全保障,但是现有安全帽检测模型在复杂环境下对重叠和密集小目标存在误检和漏检等问题,为此提出改进YOLOv5的小目标检测算法。在YOLOv5的主干网络中加入Transformer捕获多个尺度上的全局信息,获得更丰富的高层语义特征;使用GsConv卷积进行特征融合增强,并引入坐标注意力机制(coordinate attention),让网络在更大区域上进行注意;检测头将分类和回归进行解耦,加快收敛速度;使用无锚点(anchor-free)的检测方法,简化算法结构,加快检测速度;使用EIOU损失函数来优化边框预测的准确度。在自制安全帽数据集上实验结果表明,改进的YOLOv5模型平均精度达到了96.33%,相比于YOLOv5模型,平均精度提高了4.73个百分点,达到了在复杂条件下对重叠和密集小目标检测的要求。

基于改进YOLOv5的红花目标检测算法研究

为实现农业非结构环境下采摘机器人对红花的准确识别,提出了一种基于改进YOLOv5的红花目标检测算法。将CBAM注意力机制嵌入到YOLOv5网络,提高了小尺寸目标物在高层次特征中的表现力;建立一种Alpha-IoU目标位置损失函数对原损失函数GIOU存在的梯度消失问题进行改进,提高了被遮挡红花的预测率,并通过在目标检测网络中增加分割检测模块,提高宽和高小于最低像素的小目标物检测精度,利用图像扩增数据集对改进后的YOLOv5算法进行训练,再分别与改进前后YOLOv5网络和Faster R-CNN网络在不同红花品种、不同自然光照情况、不同天气条件和不同遮挡情况下进行对比。试验结果表明:改进后的YOLOv5算法P值、R值分别为90.45%和0.90,对非结构环境下盛开期的未采摘红花mAP值达到94.48%,在不同影响因素下都可以准确识别出红花且置信度较高,可为红花采摘机器人自动化作业中的红花识别提供技术支持。

基于改进YOLOv5的轻量级汽车挡风玻璃雨滴目标检测模型

在现有的基于视觉的智能雨刮系统中,雨滴目标检测模型的参数量多,计算规模大,不利于部署到车载嵌入式设备中。针对上述问题,提出一种改进的轻量级雨滴目标检测模型YOLOv5-RGA。使用轻量化网络RepVGG模块和GhostBottleneck模块替代主干网络的卷积模块和C3模块,改善网络的特征提取能力,降低网络的参数量和计算量。使用Adam优化器代替SGD优化器,加快收敛速度,提高网络模型的平均精度。通过试验验证,与YOLOv5s模型相比,基于YOLOv5-RGA的雨滴目标检测模型的平均精度提高了0.8%,同时模型参数量降低了48.5%,计算量降低了35.2%,模型大小降低了44.4%。轻量级雨滴目标检测模型的应用能大大降低硬件开销,同时也有利于模型的部署。

改进YOLOv5s算法的车辆目标实时检测方法

针对城市道路车辆检测中小目标车辆漏检率高和存在异类冗余框的问题,提出一种改进YOLOv5s的车辆实时检测算法。对YOLOv5s算法网络结构进行优化,采用增加小目标检测层,将浅层特征图与深层特征图拼接后进行检测的方法,提升小目标车辆的检测率;针对异类冗余框问题,采用加权非极大值抑制融合两边框信息的方法,提升检测准确性。实验结果表明,改进YOLOv5s算法的平均检测精度(mAP@0.5∶0.95)达到64.17%,相比YOLOv5s算法,查准率、召回率分别提高1.72%、0.72%;在小目标车辆检测中,正检率提高5.95%,漏检率降低4.63%。改进YOLOv5s算法能有效改善小目标车辆的检测精度和准确率。

基于改进YOLOv5的田间复杂环境障碍物检测

为实现田间复杂环境下农业机器人自主导航作业过程中障碍物快速检测,提出一种基于改进YOLOv5的田间复杂环境下障碍物检测方法。建立包含农业机械、人、羊三类目标障碍物共计6766张图片的农田障碍物数据集;通过k-means聚类算法生成最佳先验锚框尺寸;引入CBAM卷积块注意力模块,抑制目标障碍物周围复杂环境的干扰,增强目标显著度;增加一个检测头,跨层级连接主干特征,增强多尺度特征表达能力,缓解标注对象尺度方差带来的负面影响;使用Ghost卷积替换Neck层中普通卷积,减少模型参数,降低模型复杂度。改进后的模型比YOLOv5s基准模型检测精度提高2.3%,召回率提高3.1%,精确率提高1.9%,参数量降低7%左右,为无人农业机械自主作业过程中导航避障的研究提供技术参考。

基于改进YOLOv5的铁路接触网绝缘子检测方法

对铁路接触网绝缘子进行准确识别是实现绝缘子缺陷检测的关键前提。为解决铁路4C系统采集的夜间绝缘子图像存在的不同方向的纹理特征差异、图像明暗不均等问题,提出一种基于改进YOLOv5的铁路接触网绝缘子检测算法。通过采用循环曝光生成思想解决不均匀明暗问题,设计SREG模块,用于改善图像表面明暗不均的问题;在骨干模型中重新设计C3模块,融入旋转不变卷积,更好地提取绝缘子不同方向的纹理特征。为验证改进后模型的性能,在测试集上进行试验。结果表明,基于改进YOLOv5的铁路接触网绝缘子检测算法能适用于不同方向纹理的绝缘子识别,识别的平均精度达到99.3%,F1值为98.9%,可实现夜间4C系统下铁路接触网绝缘子的有效检测。

基于CWT和改进YOLOv5s的港口机械轴承故障诊断策略分析

轴承故障诊断常用的方法是振动分析,分析和预处理收集的振动信号。然而,轴承的振动信号具有不均匀的特性,这使得提取特性特别困难。在此基础上,本文将CWT和改进的YOLOv5S结合港口机械轴承故障进行研究,然后研究基于CWT和改进的YOLOv5S港口机械轴承故障诊断策略,旨在为有关人员提供参考帮助。

基于改进YOLOv5的钢材表面缺陷检测算法

针对钢材表面缺陷检测中不同缺陷类别间尺寸差异导致检测准确性不足问题,提出一种基于改进YOLOv5的检测算法。该算法首先引入CA注意力机制模块到网络结构中,增强模型对有效样本信息的聚焦能力,同时抑制无关因素的干扰。此外,算法在空间金字塔池化(SPP)模块的基础上集成上下文卷积模块,旨在增强特征表达。利用数据集验证,证明本模型在识别不同种类钢材表面缺陷上表现卓越,平均精度均值(mAP)比原始YOLOv5算法提高5.2%,满足生产现场对钢材缺陷检测的实际需求。

基于改进YOLOv5s的建筑护栏目标检测

目前,建筑场所上仍存在因建筑护栏缺失或建筑护栏安全性降低而导致的建筑工人高空坠亡事件。针对该问题,提出一种基于改进YOLOv5s的建筑护栏检测算法。首先,针对建筑护栏普遍存在的安全隐患,收集影响护栏安全性较大的情况的图像,例如:建筑护栏栏板的存在图像、建筑护栏栏板的缺失图像、护栏网图像、护栏栏板衔接错位图像和护栏栏板衔接正确图像等,并且制作成训练数据集。为提升YOLOv5s在复杂环境下多目标检测任务和区分任务结果的准确率,将新型的Biformer注意力机制与SE注意力机制相结合,嵌入到原模型的特征提取网络中,并利用CBAMC3取代原特征提取网络的C3模块。最后,使用CLAHE算法较大程度地解决部分图像亮度偏暗,影响检测精度的问题。实验结果表明,所提检测算法的mAP50值和召回率分别达到了79.6%和83%,相比于原YOLOv5s算法分别提高了3.7%和6.8%。

基于改进YOLOv5s的航拍红外图像目标识别方法

为了提高无人机在黑暗条件下的识别效率,降低在复杂环境及路况方面存在漏检及延时效果等问题,本文提出了一种改进的YOLOv5s-GN-CB红外图像识别方法,该方法可以提高无人机红外航拍图像对车、人等多类目标识别效率。本文对YOLOv5s的主要改进包括以下3个方面:将Ghost引入到YOLOv5s主干网络中,并将NWD loss损失函数融入至Ghost中;添加注意力机制CA;添加加权双向特征金字塔BiFPN。经验证,改进的YOLOv5s-GN-CB检测模型在InfiRay红外航拍人车检测数据集下目标识别平均精度均值(mAP@0.5)达到95.1%,FPS提高至75.188帧/s。相较于YOLOv5原始模型的平均精度均值和FPS分别提高了4.2%和12.02%。在对同一场景中无人机航拍红外图像目标识别的检测精度有明显提升,延时率有所下降。

基于改进YOLOv5的路面坑洞检测设计

随着道路交通的增加,对于路面检测中目标的准确识别成为了一个重要的研究课题。提出了一种基于改进YOLOv5的目标检测算法,通过优化损失函数来提高路面检测中目标的识别精度。该设计算法对路面坑洞检测准确率达到了89.1%,相较于原始YOLOv5算法提升了7.7个百分点,同时出现漏检现象较少,具有较好的检测精度。结果表明,算法在目标检测任务中取得了较好的效果,准确性和实时性得到较高提升。

一种基于改进YOLOv5s的手势识别算法

手势识别作为一种重要的人机交互技术,在智能设备、智能交通等领域具有广泛应用前景。然而,现有基于YO⁃LOv5s的手势识别算法在目标检测准确率和效率方面存在一定问题。这是由于YOLOv5s在目标检测阶段存在相似手势区分能力较弱以及检测结果重叠和重复的原因。为解决这一问题,本研究提出了一种改进YOLOv5s模型的手势识别算法。通过在目标检测阶段引入动态稀疏注意力BiFormer模块来优化长序列数据处理,对YOLOv5s模型进行改进,从而提高了手势识别的准确率和效率。实验结果表明,改进后的模型在处理小目标和相似手势时表现更为优异,同时能够有效避免检测结果的重叠和重复现象。

基于改进YOLOv5s小目标检测算法

目的:针对现有目标检测算法进行小目标检测时检测效果不理想、漏检率高的问题,提出一种改进的YOLOv5s检测算法,提升小目标检测效果。方法:在原有模型基础上,引入BottleneckCSP模块并增加大尺度特征融合结构,提升模型小目标特征捕捉能力;同时在网络结构中融合SE注意力机制,使得网络自主学习更关注小目标特征通道,增强网络模型对小目标的检测效果。结果:在同一自制小目标检测数据集上进行训练验证,与已有算法比较,能够有效提升YOLOv5s目标检测算法的mAP值和训练收敛速度,拓展小目标检测范围(由原有算法的0.002 5~0.010 0缩小至0.000 8~0.001 4),提高小目标检测性能(平均检测率提升46%)。结论:改进算法能够有效提升小目标的检测能力。

基于改进YOLOv5的轴类零件表面缺陷检测算法

针对当前轴件表面缺陷种类繁多、缺陷形态复杂等原因导致的检测精度低,提出了一种改进的YOLOv5的目标轴件表面缺陷检测方法。为解决在日常生产中经常出现轴件表面小目标缺陷被漏检、错检的问题,在原YOLOv5基础上,添加一个新的小目标检测层,并将较浅特征图与深特征图拼接,使得整个网络更加关注小目标缺陷。同时为解决多目标缺陷和不完整轴件检测精度低与漏检,自建数据集中添加多目标缺陷与遮挡处理的轴件图像数据,经对比实验可知,改进的YOLOv5模型的检测性能优于FasterRCNN、SSD、原始YOLOv5三种主流算法模型,测试的平均值精度分别高出7%、9%、4%。证明了该方法对轴件的表面缺陷检测精度更高,且对多目标缺陷与不完整的轴件的检测效果有显著提升。

基于改进YOLOv5网络的疏果前苹果检测方法

为了实现自然环境下疏果前苹果的快速识别和精确定位,满足果园智能化种植需求,提出了一种基于改进的YOLOv5深度学习的检测模型。首先,为了解决苹果的尺度大小不一带来的问题,改进目标检测层,在YOLOv5的第17层之后对特征图进行上采样,在第20层将网络提取到的特征图与Backbone网络中的第2层特征图进行融合操作,以生成不同尺寸的检测层。其次,为了克服复杂环境的影响,改进特征融合网络,使用BiFPN(Bidirectional Feature Pyramid Network)进行特征融合,来更有效地提取目标信息。最后,将采集到的苹果图像进行不同网络模型检测效果对比试验。试验表明,改进的模型经过8274幅图像训练,在2759幅测试集上的检测准确率为94.2%,召回率为95.2%,F1值为94.7%;相比YOLOv3、YOLOv4、原YOLOv5网络,准确率分别提高了4.4%、7.0%、2.3%,F1值分别提高6.1%、6.5%、2.6%;相比YOLOv3、YOLOv4网络,图像的检测速度分别提高了13.5、21.4 ms/幅。结果表明,在保证检测实时性的情况下,该方法可以有效识别复杂环境下的苹果。

基于改进YOLOv5的陶瓷环缺陷检测算法

针对陶瓷环缺陷信息微弱且特征各异、种类繁多导致特征难以提取的问题,课题组提出了一种基于改进YOLOv5的陶瓷环缺陷检测算法。首先,在YOLOv5中的Backbone网络添加CBAM注意力机制模块,通过学习的方式在空间和通道上对特征图像进行权重分配,有效地提升模型对于不同类型缺陷通道特征和空间特征信息的提取能力;然后,采用CARAFE算子替换原YOLOv5中的最近邻上采样算子,该模块基于输入特征自适应生成上采样内核,有效的增加模型的感受域;最后,添加一个新的特征融合层,提取较低的空间特征并将其与深层的特征进行融合生成新的特征图,提升模型对小目标缺陷的检测能力。实验结果表明课题组提出的陶瓷环缺陷检测算法检测所有缺陷种类平均精度均值可以达到90.7%,能够实现陶瓷环缺陷的检测。