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内容概要:本文档介绍了基于YOLOv5模型在BDD100K数据集上,实现城市道路交通元素的检测与计数全流程方法。文档涵盖竞赛项目说明、数据集介绍、YOLOv5环境配置与代码实施流程、训练测试步骤及其结果解读。主要内容涉及模型选择与准备工作、标签与数据预处理,模型训练与评估方法等方面。 适合人群:适用于有一定深度学习基础的技术从业者或研究学生。 使用场景及目标:适用于城市交通监控、无人车辆开发等相关行业中的车辆行人探测计数应用场景和技术人员职业技能的自我提高。同时也适用于学术科研机构,以促进计算机视觉领域的学术进展和技术革新。 其他说明:为了帮助学习者更好的理解和实践模型的应用,文中还讨论了一些改进模型表现的方法,诸如数据增强、超参数调优与网络架构的修改,进一步提供了模型导出和可视化的途径,方便后续成果分享和工程落地的部署。
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基于城市道路的自动驾驶行人车辆检测与计数
指导文档
一.项目说明
1.项目背景
随着自动驾驶技术的快速发展,对于精准、可靠的道路目标检测技术需求日益增长。在自动驾驶系统
中,道路目标的精确识别和定位对于提高驾驶安全性、增强车辆自主决策能力以及优化交通流量具有至
关重要的作用。作为智能交通系统的核心组成部分,计算机视觉技术通过自动获取和处理道路环境图
像,为车辆提供了一种有效的感知和识别周边环境的方法。这不仅极大提高了识别效率和自动化程度,
而且确保了检测的实时性和高准确性。
在此背景下,本次大赛旨在通过激发创新思维和促进先进计算机视觉与人工智能技术的研究与应用,推
动自动驾驶技术和智能交通系统的发展。此次大赛将基于BDD100K数据集,这是一个全面、多样化的驾
驶行为数据集,它提供了从不同地理位置、不同天气条件和不同时间段收集的大量实际驾驶视频和图
像,以及详尽的标注信息,为参赛者提供了丰富的资源来开发和测试他们的道路目标检测算法。
通过参与本次挑战赛,参赛者将有机会将理论知识应用到实际问题中,不仅能提高参赛者在数据分析、
算法设计和模型训练等方面的技能,还能促进团队合作和解决问题的能力。此外,大赛也旨在通过竞赛
激发学生的创新精神,探索在复杂道路环境中进行高效准确目标检测的新方法,为自动驾驶技术的未来
发展贡献新的思路和解决方案。本次比赛本次比赛对参赛者的吸引点在于,参赛者可以在实战场景中锻
炼和提高自己的技术水平,借助 比赛平台,通过算法优化和迭代,提高算法识别效率和精度,经过训练
后的算法经过优化,然后在智能 边缘计算终端得到验证,从设计到实现及应用,步步为营,层层提升。
这不仅可以推进人工智能技术在 各个行业的应用,还可为参赛者提供更广阔的职业发展空间。
2.项目难点
1. 复杂多变的城市道路环境
城市道路环境复杂多变,包括不同的交通参与者(如行人、自行车、各类车辆)、复杂的交通标志和信
号灯系统、以及建筑物和自然环境等多种元素。在这种环境下,准确识别和定位目标,尤其是在交通密
集、场景复杂的情况下,对算法的识别能力和鲁棒性提出了极高的要求。
2. 光照条件和天气变化的影响
光照条件和天气变化对图像质量有显著影响,比如夜间、逆光、阴雨、雾天等条件下,目标检测的难度
显著增加。设计能够适应各种光照和天气条件的鲁棒算法是一个重大挑战。
3. 大规模数据的处理
BDD数据集规模庞大,包含大量的图像和视频数据,其中包括丰富的场景、目标和注释信息。高效地处
理和利用这些大规模数据,对算法的数据处理能力和学习效率提出了考验。
4. 目标遮挡和相互作用
在城市道路上,目标之间经常会发生遮挡和相互作用,比如行人可能被停在路边的车辆遮挡,或者多辆
车在交叉路口密集交汇。这些情况增加了目标检测的复杂度,要求算法能够有效处理遮挡和识别交互中
的目标。
5. 多目标检测与分类的准确性
城市道路环境中存在多种类型的目标,不仅要求算法能够准确检测出所有目标,还要求对这些目标进行
准确分类。这需要算法能够捕捉到细微的特征差异,以区分不同类型的目标。
二.数据准备
数据集介绍
本次比赛选用的是BDD100k数据集,是有累计1100小时驾驶体验的10万个高清视频序列组成。每个视
频长度约40s,分辨率为1280*720、帧率为30fps,该数据集涵盖不同的天气条件如晴天、阴天和雨天
以及白天晚上的不同时间段的驾驶信息。研究者在每个视频的第10s作为采样关键帧,并为这些关键帧
提供注释,以下是标注的类别:
category_id objects 目标
0 bus 公交车
1 traffic light 交通灯
2 traffic sign 交通标志
3 person 人
4 bike 自行车
5 truck 卡车
6 motor 摩托车
7 car 汽车
8 rider 乘车人
trianA数据集下载链接:https://pan.baidu.com/s/1zj3MqZEHKHpFACs95Ov4gQ?pwd=ma1p
trianB数据集下载链接:https://pan.baidu.com/s/1whg_-jLfbUnfpZkKjvdziQ?pwd=yg54
trainA压缩包有2.37G,trainB压缩包880M,下载有点慢,同学们也可以从pdd中买一天的百度网盘会员
进行加速。
1.创建项目名
下载好后,我们在自己的工作区创建一个项目,这里我取得名字为:BDD_contest,当然也可以在
pycharm中创建;后面可以将下载好的模型放到BDD_contest的目录下;如下图所示:
三.模型选择
针对基于城市道路的行人和车辆检测及计数,可以采用多种计算机视觉模型,这些模型主要是基于深度
学习的目标检测和目标跟踪算法。以下是一些适用于此任务的主流针对基于城市道路的行人和车辆检测
及计数,尤其是使用BDD100K数据集,可以采用多种计算机视觉模型,这些模型主要是基于深度学习的
目标检测和目标跟踪算法。以下是一些适用于此任务的主流模型:
1. 目标检测模型
目标检测模型能够在图像中同时识别出目标的类别和位置。对于行人和车辆计数,以下模型是非常流行
的选择:
YOLO系列 (You Only Look Once)
**YOLOv5--YOLOv10: 这些模型因其快速和准确性而受到欢迎,非常适合实时计数应用。
优点: 高速检测,单一网络预测边界框和类别,适合实时应用。
缺点: 在较小的目标检测上可能不如其他模型准确。
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