煤炭工程 ›› 2026, Vol. 58 ›› Issue (7): 106-114.doi: 10.11799/ce202607014
韩默渊,南柄飞,王丹丹
1. 北京天玛智控科技股份有限公司,北京 101300
2. 中国煤炭科工集团有限公司 煤炭无人化开采数智技术全国重点实验室,北京 100013
摘要:
为了提高工作面生产场景中关键目标对象,特别是小目标对象在工况条件下的自动检测识别准确率,提升智能监测效果,本文基于YOLOv8提出一种改进型的轻量化工作面目标对象自动检测算法模型。在算法模型网络中,首先使用C2f-Faster卷积模块替换C2f模块,通过结构轻量化与计算优化,降低模型复杂度,减少模型冗余计算和参数数量;其次,增加SimAM注意力机制,利用特征间的能量尺度作为特征注意力权重的分配因子,增强模型特征表征能力,以较小的计算开销提升模型对多尺度目标的检测精度,特别是对小目标对象的检测能力;同时,针对模型训练过程中CIoU损失函数损失项退化,无法反映真实宽度与高度回归状态的问题,提出了一种新的损失函数NIoU,增强反向传播过程中梯度对目标对象预测框宽高比误差的敏感度,从而提升目标对象检测精度与召回率。通过国内多个矿井工作面场景实际数据实验验证, 结果表明,与YOLOv8模型相比,本文算法模型参数量减少39.13%, 计算量下降39.90%,目标对象检测结果准确率提升1.8%,推理速度提高24%。最后,将本文提出的目标检测算法模型应用于工作面智能视频监控,效果良好,满足工程化应用的实时性与可靠性需求。
中图分类号: