基于改进PP-YOLO和Deep-SORT的多无人机实时跟踪算法

摘要：

无人机(UAV)目标尺寸较小,多架无人机之间特征也不明显,且鸟类和飞虫的干扰给无人机目标的准确检测和稳定跟踪带来了巨大挑战.针对传统目标检测算法对小目标无人机检测性能差、跟踪不稳定的问题,提出一种基于改进PP-YOLO和Deep-SORT的多无人机实时跟踪算法.首先,将压缩-激励模块融入PP-YOLO检测算法中,以实现对无人机目标的特征提取和检测;其次,在ResNet50-vd结构中引入Mish激活函数,以解决反向传播过程中的梯度消失问题,并进一步提升检测精度;然后,采用Deep-SORT算法来实时跟踪无人机目标,并将提取外观特征的主干网络更换为ResNet50,从而改善原有网络对微小外观感知能力弱的状况;最后,引入损失函数Margin Loss,既提高了类别可分性,又加强了类内紧度和类间差异.实验结果表明,所提算法的检测平均精度均值(mAP)相比原始PP-YOLO算法提升了2.27个百分点,跟踪准确性相对于原始Deep-SORT算法提升了4.5个百分点.所提算法的跟踪准确性可达91.6％,能够实时跟踪600 m以内多架无人机目标,有效解决了跟踪过程中的"丢帧"问题.

关键词：无人机检测、实时跟踪、压缩-激励模块、Mish激活函数、Margin Loss

所属期刊栏目：42

分类号：TP391.41(计算技术、计算机技术)

资助基金：国家自然科学基金;桂林电子科技大学研究生教育创新项目

在线出版日期：2022-09-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：2885-2892