基于YOLOv5的機(jī)車車頂智能識(shí)別技術(shù)研究

摘 要：鐵路系統(tǒng)智能化建設(shè)不僅可以提高鐵路的自動(dòng)化和智能化水平，而且是鐵路現(xiàn)代化發(fā)展中的重要環(huán)節(jié)。機(jī)車在正常行駛過(guò)程中，如果車頂存在異物，就可能會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重不良后果。目前，通常由工人檢修車頂，效率較低，本文針對(duì)這個(gè)情況提出了一種基于YOLOv5深度學(xué)習(xí)模型的異物檢測(cè)算法，將CIoU損失函數(shù)更換為SIoU損失函數(shù)，改進(jìn)原有的YOLOv5模型，能夠有效識(shí)別車頂是否存在異物，準(zhǔn)確分類異物，提高車頂檢測(cè)精度和檢修效率，保障鐵路行車安全。

關(guān)鍵詞：異物檢測(cè)；圖像處理；列車運(yùn)行安全；損失函數(shù)

中圖分類號(hào)：TP 393" " " " " " 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在列車車頂上存在車頂異物，其是由不明原因產(chǎn)生的并且可能導(dǎo)致列車無(wú)法正常運(yùn)行的外來(lái)異物，以及關(guān)鍵部件脫落或松動(dòng)導(dǎo)致的異物。當(dāng)列車運(yùn)行或停車時(shí)，這些異物可能與車頂上的受電弓等固有設(shè)備碰撞或者纏繞，導(dǎo)致設(shè)備受到損害，引發(fā)故障。因此，準(zhǔn)確識(shí)別機(jī)車車頂異物并采取有效的預(yù)防措施十分重要。

車頂異物檢測(cè)方法主要有2種，一種是使用雷達(dá)作為傳感器獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)異物，另一種是用圖像監(jiān)測(cè)技術(shù)識(shí)別異物。林萍[1]提取圖像閉合區(qū)域邊緣的矩不變特征，利用歐式距離判斷是否有異物，朱韻琳[2]提出了一種基于激光掃描結(jié)合點(diǎn)云處理的異物檢測(cè)方法，這種方法使用三維激光掃描儀掃描車頂，重建為三維點(diǎn)云，能夠準(zhǔn)確檢測(cè)異物。

筆者自行制作了適用于評(píng)估列車車頂異物檢測(cè)的數(shù)據(jù)集，對(duì)YOLOv5算法模型進(jìn)行了改進(jìn)和訓(xùn)練，改進(jìn)后的模型在車頂異物檢測(cè)方面效果良好。……