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工矿自动化2025年第01期:基于改进YOLOv8n的井下人员多目标检测

来源:期刊VIP网 时间:


作者:问永忠;贾澎涛;夏敏高;张龙刚;王伟峰;

单位:陕西陕煤蒲白矿业有限公司;西安科技大学计算机科学与技术学院;西安科技大学安全科学与工程学院;

摘要:针对井下危险区域人员监测视频存在光照不均匀、目标尺度不一致、遮挡等复杂情况,基于YOLOv8n网络结构,提出一种改进的井下人员多目标检测算法—YOLOv8n-MSMLAS。该算法对YOLOv8n的Neck层进行改进,添加多尺度空间增强注意力机制(MultiSEAM),以增强对遮挡目标的检测性能;在C2f模块中引入混合局部通道注意力(MLCA)机制,构建C2f-MLCA模块,以融合局部和全局特征信息,提高特征表达能力;在Head层检测头中嵌入自适应空间特征融合(ASFF)模块,以增强对小尺度目标的检测性能。实验结果表明:(1)与Faster R-CNN,SSD,RT-DETR,YOLOv5s,YOLOv7等主流模型相比,YOLOv8n-MSMLAS综合性能表现最佳,mAP@0.5和mAP@0.5:0.95分别达到93.4%和60.1%,FPS为80.0帧/s,参数量为5.80×106个,较好平衡了模型的检测精度和复杂度。(2) YOLOv8n-MSMLAS在光照不均、目标尺度不一致、遮挡等条件下表现出较好的检测性能,适用于现场检测。

关键词:煤矿井下危险区域;井下人员多目标检测;YOLOv8n;多尺度空间增强注意力机制;自适应空间特征融合;轻量化混合局部通道注意力机制

基金资助:陕西省重点研发计划(2022QCY-LL-70); 陕西省秦创原“科学家+工程师”队伍建设项目(2023KXJ-052)