基于 FRL-Net 的高鲁棒性多尺度小样本轨道入侵异物检测方法研究
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U491. 2 TH39

基金项目:

天 津 市 交 通 运 输 科 技 发 展 计 划 ( 2022-09 )、 北 京 市 自 然 科 学 基 金 ( L221018 )、 光 纤 传 感 与 系 统 北 京 实 验 室 开 放 课 题 (GXKF2022001)、天津大学自主创新基金 (2023XHX-0019)项目资助


Research on the high robust multi-scale few-shot railway intrusion obstacles detection method based on FRL-Net
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    摘要:

    针对轨道入侵异物严重威胁行车安全,而基于广义深度学习的目标检测方法无法打破大数据驱动的训练壁垒、小样本 目标检测方法在复杂轨道环境中对多尺度入侵异物检测能力差、鲁棒性低等问题,本文提出了一种高鲁棒性多尺度小样本轨道 入侵异物检测模型。 该模型采用元学习策略,通过多尺度小样本入侵异物特征提取模块增强模型对于不同尺度小样本异物特 征的表达能力。 使用轨道入侵异物元特征精准重加权模块对小样本异物的元特征进行精准优化。 提出小样本轨道入侵异物检 测优化模块进一步提升模型的检测性能。 实验结果表明,该模型在 7-way 30-shot 的小样本轨道异物检测任务中的平均检测精 度为 81. 8% ,比 FSRW 高 3. 2% ,更适合在实际轨道环境中检测多尺度小样本入侵异物。

    Abstract:

    Aiming at the serious threat to train safety posed by the railway intrusion obstacles, while the general object detection methods based on deep learning struggle to break the barrier of data-driven training, the few-shot object detection methods have weak detection ability and low robustness for multi-scale obstacles in complex railway environments, this paper presents a high robust multi-scale fewshot railway intrusion obstacles detection model ( FRL-Net). The model utilizes the meta-learning strategy to capture rich feature information by designing the multi-scale few-shot obstacle feature extraction module, which can enhance the model′s ability to express the features of few-sample objects at different scales. The precise reweighting module is used for optimizing the meta-feature at different scales, and the few-shot railway obstacle detection optimization module is proposed to further enhance the few-shot railway obstacle detection performance of the model. The experimental results show that the proposed model achieves the mAP of 81. 8% in the 7-way 30-shot few-shot railway obstacle detection task, which is 3. 2% higher than that of FSRW. It is more suitable for detecting few-shot multi-scale railway obstacles in actual railway environments.

    参考文献
    相似文献
    引证文献
引用本文

赵宗扬,康杰虎,吴 斌,叶 涛,张 振.基于 FRL-Net 的高鲁棒性多尺度小样本轨道入侵异物检测方法研究[J].仪器仪表学报,2024,44(1):239-249

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  • 在线发布日期: 2024-04-10
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