本技术方案专注于机器人目标识别领域,特别是一种针对轻量化服务机器人的目标识别方法及其设备。该方法包括构建一个轻量化的服务机器人目标识别模型,该模型基于YOLO算法优化,旨在提高检测效率和准确性,同时降低计算资源消耗。
背景技术
近年来,基于深度学习的目标检测方法逐渐成为机器人领域的主要解决方案,也是机器人智能所需的基本感知能力。然而,由于机器人使用了资源有限的边缘设备,因此在追求高精度的同时需要合理利用计算资源。为了将高性能的目标检测算法应用于服务机器人,扩展深度神经网络模型的应用范围,设计高效率的轻量化网络模型成为学术与工业共同研究的重点。
目前轻量化网络研究主要基于卷积神经网络设计,YOLOv5是一种典型的端到端网络模型,主要有五个版本,分别是YOLOv5n、YOLOv5s、YOLOv5m、YOLOv5l和YOLOv5x,YOLOv5不同版本的网络整体架构完全一致,主要区别是每个子模块中采用不同的深度和宽度。其中YOLOv5n的参数量为1.78M,计算量为4.28GFLOPs,比较适合应用于服务机器人。
但是,YOLOv5n应用于服务机器人仍存在一些不足。首先,该网络采用普通卷积,对形变较大的管状形变物体(比如电线)检测性能不足,而形变物体是服务机器人目标检测中的重要目标之一。其次,该网络缺乏良好的全局建模能力,其中C3模块的大量使用导致网络收敛较慢。再次,该网络的冗余特征较多,缺乏对重要特征的细化与交互能力,无法高效提取与识别目标关联度大的特征。最后,该网络的检测头存在分类与回归的矛盾,需要较大的参数和计算资源,容易出现过拟合,导致对目标的检测效率较低。
实现思路