基于改进FairMOT的铁路周界入侵检测方法

作     者：胡昊 史天运 杨文 HU Hao;SHI Tianyun;YANG Wen

作者机构：中国铁道科学研究院集团有限公司电子计算技术研究所北京100081 中国铁道科学研究院研究生部北京100081 中国铁道科学研究院集团有限公司北京100081 

出 版 物：《中国铁道科学》 (China Railway Science)

年 卷 期：2023年第44卷第5期

页      面：222-232页

核心收录：

学科分类：08[工学] 082303[工学-交通运输规划与管理] 0837[工学-安全科学与工程] 0823[工学-交通运输工程] 

基　　金：中国国家铁路集团有限公司系统性重大项目(P2021T001) 

主　　题：铁路运输 周界入侵检测 感受野模块 空间注意力 

摘      要：针对铁路综合监控视频中不同远近行人成像面积差异较大、自然环境变化产生干扰等因素造成的检测难题,提出一种改进FairMOT框架的周界入侵检测方法。首先,针对监控视频中不同远近的行人,通过在FairMOT框架中引入感受野模块,丰富不同成像大小行人检测所需的感受野,以更好地提取不同尺度特征信息;其次,针对夜晚时段方法检测性能较低的问题,在编码解码网络后融合空间注意力模块,强化夜间前景行人关键特征,同时优化目标跟踪和判断流程,实现稳定检测;然后,针对缺乏大量学习样本的问题,使用行人检测跟踪数据集与铁路真实数据集混合增强训练,提高方法在全天候检测中的泛化性和鲁棒性;最后,在MOT17数据集和铁路真实数据集上,对改进FairMOT检测方法与CenterTrack,Bytetrack等方法进行对比试验。结果表明:提出的改进FairMOT检测方法在白天和夜晚对不同大小目标检测中,均取得了最高的准确率和召回率调和均值,检测性能最好;方法检测速率为25.2帧·s^(-1),能够满足实时检测要求。改进的FairMOT检测方法可以更有效地应用于实际铁路周界入侵检测场景。