• 论文
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
基于生成对抗网络的带式输送机异物检测方法
  • 87
  • 作者

    张立亚

  • 单位

    煤炭科学技术研究院有限公司煤矿应急避险技术装备工程研究中心北京市煤矿安全工程技术研究中心

  • 摘要
    煤矿井下胶带运输图像具有照度低、细节不清晰、背景干扰等特点,现有的带式输送机异物检测模型存在精度低、灵活性差、计算量大、优化空间存在差异等问题。针对上述问题,提出了一种基于生成对抗网络(GAN)的带式输送机异物检测方法。对胶带运输过程视频文件进行预处理,分类得到正常图像、异常图像,制作实验数据集对改进GANomaly模型进行训练,再通过训练好的模型进行带式输送机异物检测。在训练阶段,将不含异物的带式输送机图像作为输入;在测试阶段,将含有异物的带式输送机图像作为输入,得到的重构图像与输入网络的原图像作差,即可得到异物的具体位置。GANomaly模型轻量化改进方法:在GANomaly基础网络模型中加入深度可分离卷积残差模块,采用深度可分离卷积代替原有主干网络中的卷积操作,大幅降低了模型计算量,同时减少了参数的冗余计算,能够明显提高异物检测速度;通过合并多个批量归一化(BN)层,加快模型的收敛迭代速度,提高模型的泛化收敛能力,有效避免梯度消失。实验结果表明,改进GANomaly模型相较于传统GANomaly模型,在运行速度上提升了6.27%,评价指标F1分数、AUC、Recall和mAP分别提升了19.05%,22.22%,15.00%,17.14%。
  • 关键词

    带式输送机异物检测生成对抗网络GANomaly深度可分离卷积BN层合并轻量化

  • 文章目录
    0 引言
    1 网络模型构建
    1.1模型结构
    1.2 GANomaly基础网络模块
    1.3 深度可分离卷积残差模块
    1.4 BN层合并模块
    2 实验准备与评价指标
    2.1 煤矿胶带运输数据集构造
    2.2 评价指标
    2.3 实验环境
    3 胶带异物检测实验结果与分析
    3.1 实验结果与分析
    3.2 对比实验
    4 结论
  • 引用格式
    张立亚.基于生成对抗网络的带式输送机异物检测方法[J/OL].工矿自动化:1-7[2023-11-17].DOI:10.13272/j.issn.1671-251x.2023080046.
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