优秀论文推荐|武汉理工大学:基于轻量化快速卷积与双向加权特征融合网络的船舶裂纹检测

企业   教育   2024-12-18 18:01   湖北  


在海洋工程领域,检测船舶上的裂纹是一项至关重要的任务,因为它关系到船舶的安全和海洋环境的保护。传统上,这项工作依赖人工目视检查,不仅效率低,而且成本高,还有潜在的安全风险。为了解决这些问题,来自武汉理工大学王冲教授等人开发了一种基于深度学习的新型检测技术。这项技术通过改进的YOLOv5s模型,使用轻量化卷积和双向加权特征融合网络,提高了裂纹检测的精度和速度。简而言之,这就像给船舶做了一次“深度体检”,能够快速准确地发现微小的裂纹,帮助维护人员及时修复,确保船舶安全,减少事故发生。这项技术的应用,预示着未来船舶检测将更加智能化和自动化。


论文推荐

基于轻量化快速卷积与双向加权特征融合网络的船舶裂纹检测

王冲, 朱玉辉

中国舰船研究, 2024, 19(5)


本文引用地址(点击可阅读全文)王冲, 朱玉辉. 基于轻量化快速卷积与双向加权特征融合网络的船舶裂纹检测[J]. 中国舰船研究, 2024, 19(5): 95–106.


● 论文主要内容

研究背景: 

本文针对的是传统船舶裂纹检测方法的局限性,这些方法主要依赖人工目视检查和超声波检测,这些手段存在效率低下、成本高昂和危险性高的问题。随着无人机和深度学习技术的发展,采用无人机与水下机器人进行水上和水下裂纹图像采集,再结合深度学习模型检测裂纹,相比传统方法具有更高的检测效率与精度,显著降低了检测成本和工作的危险性。

研究方法:

研究中提出了一种基于深度学习的船舶裂纹检测方法,具体步骤包括:
1. 在YOLOv5s模型的主干网络中使用轻量化卷积结构(GSConv)替代标准卷积,并融入注意力机制,以降低网络参数和计算复杂度,同时增强裂纹特征提取能力。
2. 在网络颈部使用基于PConv构建的C3_Faster模块替代原C3模块,以提升模型处理速度和增强模型快速性。
3. 设计了简化的双向加权特征融合网络(BiFFN)以改进原模型中的特征聚合网络,提升裂纹的语义信息与位置信息的融合效果,提高模型对裂纹的识别准确度与定位精度。
4. 通过对船舶裂纹原始数据与增强数据的学习,提升模型的鲁棒性。

研究结论:

研究表明,所提出的基于轻量化快速卷积与双向加权特征融合网络(MLF-YOLO)的船舶裂纹检测方法,实现了模型轻量化,并达到了高检测精度和召回率。具体来说,改进模型实现了94.11%的检测精度和93.50%的召回率,同时计算量降低了17.93%,参数量降低了15.81%。这些结果为开发自主无人机船舶检测系统提供了有价值的参考,并且可以为未来的海洋工程检测提供技术支持。

卷积神经网络结构



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基于轻量化快速卷积与双向加权特征融合网络的船舶裂纹检测

http://www.ship-rese‍ar‍ch.com/cn/article/doi/10.19693/j.issn‍.1673-3185.03401



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