基于改进的无锚框目标检测算法的涡检测

作     者：宣扬 吕宏强 安慰 刘学军 XUAN Yang;LYU Hongqiang;AN Wei;LIU Xuejun

作者机构：南京航空航天大学计算机科学与技术学院模式分析与机器智能工业和信息化部重点实验室南京211106 中国空气动力研究与发展中心空气动力学国家重点实验室气动噪声控制重点实验室绵阳621000 软件新技术与产业化协同创新中心南京210023 南京航空航天大学航空学院南京210016 

出 版 物：《数据采集与处理》 (Journal of Data Acquisition and Processing)

年 卷 期：2023年第38卷第1期

页      面：150-161页

学科分类：08[工学] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 081202[工学-计算机软件与理论] 

基　　金：航空科学基金(2018ZA52002,2019ZA052011) 空气动力学国家重点实验室基金(SKLA20180102) 气动噪声控制重点实验室基金(ANCL20190103)。 

主　　题：涡检测 细长目标检测 无锚框目标检测算法 特征自适应 细长样本挖掘 

摘      要：在流体运动中涡对各种流场结构的生成和维持起着至关重要的作用,涡的识别和检测有助于理解流体流动规律。传统涡识别方法别存在定义不准确、严重依赖经验阈值、泛化性能差等问题,因此涡检测具有一定挑战性。本文从计算机视觉的角度出发,提出了一个基于目标检测算法的涡检测模型。针对原始目标检测模型对极端宽高比的细长涡检测效果不理想的问题,对两种不同类型涡的数据特性进行分析,并提出了基于可变形卷积(Deformable convolutional network,DCN)的特征自适应模块和基于改进损失函数的细长样本挖掘方法。采用圆柱尾流涡和潜艇尾部涡数据集对所提模型进行验证,实验结果表明改进后的模型检测精确率显著提高,并在细长涡的检测精确率上有显著提升,有效地平衡了各类型的涡检测性能。