《电子技术应用》
您所在的位置:首页 > 人工智能 > 设计应用 > 基于改进YOLOv11n的碳钢表面腐蚀检测算法
基于改进YOLOv11n的碳钢表面腐蚀检测算法
电子技术应用
马运发,葛承强,陈振斌,林罗瑞,李家俊
海南大学 机电工程学院
摘要: 针对目前金属腐蚀识别模型识别精度低,以及参数多难以满足在计算资源有限的移动设备和嵌入式设备中部署的问题,提出一种基于YOLOv11n的轻量化腐蚀检测模型。该模型采用MobileNetV4作为主干网络,有效降低模型参数量和计算量;其次,使用跨尺度特征融合模块(CCFM)优化颈部网络结构,在提升多尺度目标检测精度的同时减少模型参数和计算量;并在C3K2模块中集成双时相特征聚合模块(BFAM),显著增强模型对腐蚀纹理细节的感知能力;最后,引入Inner-MPDIoU损失函数,增强了模型的收敛性和稳定性。实验结果表明,改进后的模型与原模型相比模型参数量降低51.2%,计算量降低25.4%,精确率P、召回率R和mAP50分别提高1.1%、4.0%和0.6%,体现了改进算法的有效性。
中图分类号:TP391.41 文献标志码:A DOI: 10.16157/j.issn.0258-7998.257256
中文引用格式: 马运发,葛承强,陈振斌,等. 基于改进YOLOv11n的碳钢表面腐蚀检测算法[J]. 电子技术应用,2026,52(8):80-86.
英文引用格式: Ma Yunfa,Ge Chengqiang,Chen Zhenbin,et al. Carbon steel surface corrosion detection algorithm based on improved YOLOv11n[J]. Application of Electronic Technique,2026,52(8):80-86.
Carbon steel surface corrosion detection algorithm based on improved YOLOv11n
Ma Yunfa,Ge Chengqiang,Chen Zhenbin,Lin Luorui,Li Jiajun
College of Mechanical and Electrical Engineering,Hainan University
Abstract: Aiming to address the problems of low recognition accuracy in current metal corrosion identification models and the difficulty of deploying parameter-heavy models on mobile and embedded devices with limited computational resources, this paper proposes a lightweight corrosion detection model based on YOLOv11n. The model adopts MobileNetV4 as the backbone network to effectively reduce model parameters and computational complexity. A Cross-scale Feature Fusion Module (CCFM) is used to optimize the neck network structure, which improves multi-scale target detection accuracy while reducing model parameters and computational load. The Bi-temporal Feature Aggregation Module (BFAM) is integrated into the C3K2 module to significantly enhance the model's perception capability for corrosion texture details. Finally, the Inner-MPDIoU loss function is introduced to improve the model's convergence and stability. Experimental results show that compared with the original model, the improved model reduces parameters by 51.2% and computational complexity by 25.4%, while precision (P), recall (R), and mAP50 increase by 1.1%, 4.0%, and 0.6% respectively, demonstrating the effectiveness of the proposed algorithm.
Key words : YOLOv11n;corrosion detection;MobileNetV4;CCFM;BFAM;Inner-MPDIoU

引言

腐蚀是海洋、化工、交通和建筑等领域的重要问题。它不仅会导致维护和修复成本的增加,还会缩短设备和结构的使用寿命,进而引发安全事故[1]。特别是在海洋和沿海高湿度、高盐分的环境中,腐蚀现象尤为严重[2-3]。目前,金属腐蚀检测主要依赖人工检测,存在主观性强、工作量大、效率低等问题。开发有效的检测技术不仅可以提高检测效率和精度,还能及时识别潜在风险,为实施腐蚀防治措施提供可靠依据,具有重要的现实意义。随着人工智能技术的突破,机器学习(ML)[4]的应用领域不断扩展,为腐蚀检测提供新的思路[5-6]。Almanza-Ortega等人[7]通过将K-means聚类算法与各种颜色处理技术相结合,用于腐蚀金属表面图像的处理和分割。随着算力提升,基于CNN的检测算法已成为目标检测的主流技术[8]。当前目标检测算法主要分为两大类:两阶段检测算法和单阶段检测算法。两阶段算法以R-CNN系列为代表,检测精度高但计算效率较低;单阶段算法以SSD和YOLO[9]系列为代表,检测速度快且精度较高。Jia等[10]基于YOLOv5s模型提出金属表面腐蚀识别框架,通过改进特征融合网络、设计C3CA模块并结合协调注意力机制增强模型特征融合能力。Wang等[11]提出基于改进YOLOv7的碳钢腐蚀程度自动检测方法,引入轻量级CBAM注意机制增强腐蚀区域显著性,并采用数据增强技术扩展数据集。

针对已有改进模型在金属腐蚀检测中准确性有限,难以同时满足轻量化与高检测准确率的要求,本文选择YOLOv11n[12]作为基准模型,针对其计算成本高、特征提取能力不足等问题,提出一种改进YOLOv11n的碳钢表面腐蚀检测方法,在保持模型轻量化的同时有效提升检测性能,使模型更适合工业复杂场景中碳钢腐蚀检测任务。


本文详细内容请下载:

https://www.chinaaet.com/resource/share/2000007214


作者信息:

马运发,葛承强,陈振斌,林罗瑞,李家俊

(海南大学 机电工程学院,海南 海口 570228)

2.jpg

此内容为AET网站原创,未经授权禁止转载。