【目标检测】基于yolov7的海上船舶检测和识别(附代码和数据集,Windows系统)

本文介绍了在Windows系统上使用YOLOv7进行海上船舶检测和识别的项目,包括数据集介绍、模型训练、测试及结果分析。通过训练,验证集上的mAP达到0.992,表明模型精度高。文章提供完整代码和数据集获取方式。

写在前面:
首先感谢兄弟们的关注和订阅,让我有创作的动力,在创作过程我会尽最大能力,保证作品的质量,如果有问题,可以私信我,让我们携手共进,共创辉煌。
(专栏订阅用户订阅专栏后免费提供数据集和源码一份,超级VIP用户不在服务范围之内,不想订阅专栏的兄弟们可以私信我详聊)

“路虽远,行则将至;事虽难,做则必成。只要有愚公移山的志气、滴水穿石的毅力,脚踏实地,埋头苦干,积跬步以至千里,就一定能够把宏伟目标变为美好现实。”

本次项目是在Windows系统上运行的,Ubuntu系统上运行请看专栏的另外一篇文章。文末附项目代码和数据集,请看检测效果:

在这里插入图片描述

1. 介绍

海上船舶检测和识别是一项重要的任务,它涉及到航运安全、港口管理、海洋保护等方面。现在,随着计算机视觉和机器学习技术的发展,海上船舶检测和识别已经成为一种可行的技术方案。

海上船舶检测和识别主要分为两个步骤:检测和识别。检测是指在海上的图像中找到所有的船舶位置和边界框。识别是指将每个船舶的类型和其他特征(如长度、宽度、船名、MMSI等)确定下来。现在,常用的海上船舶检测和识别方法主要包括:

  • 基于特征的方法:这种方法主要使用手工设计的特征来表示船舶图像,然后使用机器学习算法来分类和检测。这种方法需要人工设计特征,因此很难适应不同的场景和数据。
  • 基于深度学习的方法:
### 基于YOLOv3的船舶目标检测实现方案 #### YOLOv3在海上船舶目标检测中的应用 YOLOv3是一种高效的实时目标检测框架,其核心优势在于速度与精度之间的平衡。对于海上船舶目标检测而言,该方法能够提供一种快速而精确的解决方案[^1]。具体来说,YOLOv3通过多尺度预测机制,在不同分辨率下提取特征图,从而有效应对船舶大小变化较大的情况。 为了进一步优化性能,可以利用KerasTensorFlow构建模型训练环境,并针对特定数据集调整超参数以及网络结构。例如,可以通过自定义锚框尺寸来适应海面环境下船舶的目标特性。 ```python import tensorflow as tf from keras.models import Model from keras.layers import Input, Conv2D, MaxPooling2D, concatenate def create_yolov3_model(input_shape=(416, 416, 3)): input_layer = Input(shape=input_shape) # 定义基础卷积层其他组件... model_output = ... # 构建完整的YOLOv3架构 return Model(inputs=[input_layer], outputs=[model_output]) yolo_model = create_yolov3_model() ``` #### 水面船舶识别检测系统的功能扩展 除了基本的目标检测外,还可以集成更多高级功能以增强实用性。例如,采用AI视频分析技术对河道区域实施全天候监控,一旦发现非法采砂或其他违规行为即可触发报警机制[^2]。这种自动化流程不仅减少了人工干预的需求,还显著提高了执法效率。 此外,考虑到实际应用场景可能存在复杂背景干扰因素(如波浪反射光、天气条件等),建议引入图像预处理步骤改善输入质量。这有助于降低误检率并提高整体可靠性。 #### 提升跟踪鲁棒性的改进措施 为进一步完善系统能力,在仅完成静态目标定位的基础上还需考虑动态追踪需求。为此可借鉴AE-YOLOv3的研究成果——即融合船舶运动学特征(如航速、航向角)至轨迹预测模块当中;同时借助时空上下文信息缓解因物体间相互遮挡所引发的身份混淆现象[^3]。 以下是简化版代码片段展示如何结合卡尔曼滤波器进行平滑估计: ```python class KalmanFilter: def __init__(self): self.kf = cv2.KalmanFilter(4, 2) self.kf.measurementMatrix = np.array([[1, 0, 0, 0], [0, 1, 0, 0]], dtype=np.float32) self.kf.transitionMatrix = np.array([[1, 0, 1, 0], [0, 1, 0, 1], [0, 0, 1, 0], [0, 0, 0, 1]], dtype=np.float32) def predict(self, measurement=None): predicted_state = self.kf.predict() if measurement is not None: corrected_state = self.kf.correct(measurement.astype(np.float32)) return predicted_state.flatten() kf_tracker = KalmanFilter() for detection in detections: updated_position = kf_tracker.predict(detection.bbox_center()) ``` ---
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