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主办单位:煤炭科学研究总院有限公司、中国煤炭学会学术期刊工作委员会
基于深度神经网络的带式输送机煤量检测方法
  • 作者

    尚伟栋杨大山张坤

  • 单位

    山西天地王坡煤业有限公司煤炭科学技术研究院有限公司山东科技大学山东省机器人与智能技术重点实验室

  • 摘要
    针对带式输送机煤量检测技术精度较低、实时性较差等问题,提出了一种基于深度神经网络的煤量测量方法。首先,在BiSeNet的基础上引入TFF结构和交叉熵损失函数,构建new Large TFF模型。其次,在深度预测方面,构建Large TFF2网路模型,针对边缘检测效果差等问题,引入新的损失函数指导模型训练。然后,针对带式输送机上实时煤量预测任务需求,基于new Large TFF和Large TFF2构建Large TFF4多任务网络模型,并引入深度与语义的组合损失函数。最后,在静态煤量计算的基础上,引入ORB关键点定位技术,实验动态煤量测量。实验结果表明,带式输送机动态煤量检测方法的FPS为25左右,误差为5%左右,能够满足带式输送机高速运转时煤量测量要求。
  • 关键词

    带式输送机煤量测量语义分割深度预测多任务模型ORB关键点

  • 文章目录
    0 引言
    1 基于BiSeNet煤量检测算法
    1.1 BiSeNet网络
    1.2 语义分割优化
    1.2.1 网络结构改进
    1.2.2 语义分割损失函数改进
    1.3 深度预测优化
    1.3.1 深度网络模型构建
    1.3.2 深度预测损失函数改进
    1.4 多任务网络模型
    1.4.1 基于BiSeNet的多任务网络模型
    1.4.2 Large TFF4模型
    1.4.3 多任务网络损失函数改进
    2 煤量检测实验系统
    2.1 数据采集及处理
    1) 图像标注。
    2) 数据增强。
    2.2 性能指标
    2.2.1 语义分割评价标准
    1) IoU:
    2) MIoU:
    3) 准确率:
    4) 平均准确率:
    5) 精确率:
    6) 召回率:
    2.2.2 深度预测评价指标
    3 实验论证
    3.1 性能对比
    3.1.1 语义分割网络对比
    3.1.2 深度预测模型对比
    3.1.3 多任务模型对比
    3.2 煤量测量
    3.2.1 静态煤量测量
    3.2.2 动态煤量测量
    4 结论
    1) 对BiSeNet网络进行改进,引入TFF结构,建立Large TFF模型。
    2) 静态煤量测量结果表明,煤炭质量预测误差稳定在5%内。
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