基于改进YOLOv8的防坠落轨道缺陷检测算法的制作方法

专利2025-12-22  18


本发明涉及防坠落轨道缺陷检测,尤其涉及基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法。


背景技术:

1、在输电线路的日常维护中,导向型防坠轨道的安全性和可靠性是保障输电线路正常运行的关键因素之一,导向型防坠轨道用于支撑和引导输电线路设备,确保其在各种环境条件下的稳定性和安全性,轨道缺陷,如裂纹、磨损、变形等,可能导致输电设备脱轨或坠落,从而引发严重的安全事故。

2、现有技术中在对防坠轨道缺陷检测的方法主要依赖以下几种方法:

3、人工检测:人工检测依赖于维护人员的经验和技能,存在主观性强、检测效率低、误报率和漏报率高等问题;

4、超声波检测:超声波检测技术可以检测到轨道内部的缺陷,但对表面缺陷的检测效果较差;

5、红外检测:红外检测通过检测轨道表面的温度变化来识别缺陷,但受环境温度、光照等因素影响较大,容易产生误报;

6、传统图像处理算法:传统的图像处理算法在导向型防坠轨道缺陷检测中应用广泛,但由于轨道环境复杂多变,这些算法在检测精度和实时性方面存在局限性,难以适应不同的轨道条件和缺陷类型。

7、针对上述缺陷需要设计基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法来解决上述问题。


技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊,而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述现有基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法存在的问题,提出了本发明。

3、因此,本发明目的是提供基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其适用于解决由于轨道环境复杂多变,这些算法在检测精度和实时性方面存在局限性,难以适应不同的轨道条件和缺陷类型的问题。

4、为解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,所述检测算法包括以下步骤:

5、数据准备与预处理;

6、模型构建与训练;

7、动态阈值调整机制;

8、在线学习与模型更新;

9、系统集成与应用。

10、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:所述动态阈值计算公式如下:

11、

12、其中,t为动态计算的检测阈值,该阈值用于调整轨道缺陷检测算法,以提高检测的精度,x为轨道缺陷的特征向量,y为环境因素向量,z为实时反馈数据向量,a,β,γ,λ,μ均为权重调整参数,用于调整公式中各部分权重以适应不同的缺陷检测需求和环境;

13、t的值域为正实数,代表适应不同轨道条件的动态检测阈值,该值用于调节检测算法的敏感度,优化检测效果;

14、指数函数exp(-β.||x||2)用于表示缺陷特征的影响;

15、对数函数lop(1+||y||)用于表示环境因素的影响;

16、线性组合λ.||x||+μ.||z||用于综合缺陷特征和实时反馈数据的影响。

17、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:所述特征向量与环境因素的初步阈值计算公式如下:

18、t1=a.exp(-β.||x||2)+γ.log(1+||y||)

19、初步阈值t1主要考虑缺陷特征和环境因素的影响;

20、若t1>ty1,则认为综合判断缺陷存在;

21、若t1≤ty1,则认为综合判断无缺陷。

22、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:初步阈值与实时反馈数据的综合计算公式如下:

23、

24、t2为综合初步阈值与实时反馈数据的阈值,在初步判断的基础上,结合实时反馈数据进一步判断轨道缺陷的存在性;

25、若t2>ty2,则认为综合判断缺陷存在;

26、若t2≤ty2,则认为综合判断缺陷无缺陷。

27、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:所述综合阈值与动态调整的最终计算公式如下:

28、

29、其中,f为新加入的实时反馈权重因子,代表动态调整过程中实时反馈的影响,g为环境变化向量,δ为调整参数,控制动态调整的幅度。

30、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:t3为综合阈值与动态调整的最终计算值,用于判断轨道缺陷的存在性并动态调整检测阈值;

31、若t3>ty3,则最终判断缺陷存在;

32、若t3≤ty3,则最终判断无缺陷。

33、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:t1、t2和t3的值域为正实数,代表不同阶段的检测阈值,每个阈值用于不同阶段的检测判断,确保轨道缺陷的高精度检测和实时适应性调整。

34、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:所述在线学习公式如下:

35、

36、其中,θt为第t次迭代的模型参数向量,θt+1为第t+1次迭代的模型参数向量,η为学习率,表示损失函数l关于当前模型参数θt的梯度,反映了当前模型的误差,dt表示第t次迭代时使用的训练数据集,λ为正则化参数,用于控制模型复杂度。

37、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:所述动态阈值调整机制从缺陷类型与大小分类、动态阈值计算和阈值调整三个方面入手。

38、作为本发明所述基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法的一种优选方案,其中:所述在线学习与模型更新包括:

39、收集检测结果的实时反馈信息;

40、根据事实反馈信息不断更新和优化检测模型;

41、结合反馈数据,对模型进行重训练。

42、本发明的有益效果:根据检测到的轨道缺陷类型和大小自动调整检测阈值,以提高检测精度,降低误报率和漏报率,通过实时反馈不断更新和优化检测模型,以适应不同环境和轨道条件的变化,提高检测的实时性和准确性,通过动态阈值调整和在线学习与模型更新机制,实现对轨道缺陷的高精度检测和实时适应性调整。



技术特征:

1.基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于,所述检测算法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:所述动态阈值计算公式如下:

3.根据权利要求2所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:所述特征向量与环境因素的初步阈值计算公式如下:

4.根据权利要求3所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:初步阈值与实时反馈数据的综合计算公式如下:

5.根据权利要求4所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:所述综合阈值与动态调整的最终计算公式如下:

6.根据权利要求5所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:t3为综合阈值与动态调整的最终计算值,用于判断轨道缺陷的存在性并动态调整检测阈值;

7.根据权利要求5所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:t1、t2和t3的值域为正实数,代表不同阶段的检测阈值,每个阈值用于不同阶段的检测判断,确保轨道缺陷的高精度检测和实时适应性调整。

8.根据权利要求1所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:所述在线学习公式如下:

9.根据权利要求1所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:所述动态阈值调整机制从缺陷类型与大小分类、动态阈值计算和阈值调整三个方面入手。

10.根据权利要求1所述的基于改进yolov8的防坠落轨道缺陷检测算法,其特征在于:所述在线学习与模型更新包括:


技术总结
本发明公开了基于改进YOLOv8的防坠落轨道缺陷检测算法,所述检测算法包括以下步骤:数据准备与预处理;模型构建与训练;动态阈值调整机制;在线学习与模型更新;系统集成与应用。本发明通过动态阈值调整和在线学习与模型更新机制,实现对轨道缺陷的高精度检测和实时适应性调整,提高检测精度,降低误报率和漏报率。

技术研发人员:夏阳,糜松,符门科,王斌,言文,林航,赵靖,章建,许婧,谈继德,张旭东
受保护的技术使用者:无锡广盈集团有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/12/17
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