一种用于表面缺陷实时检测的高效靶向设计方法

本文的研究背景在于实际工业应用中,深度学习模型的推理速度直接影响到工业生产的效率。因此,在日益增长的生产效率需求下,实现表面缺陷实时检测的轻量化方法是一项重要的任务。然而,现有的大多数像素级检测方法要么采用巨大的计算开销来学习丰富的特征,导致推理速度慢;要么在应用于不同的工业表面缺陷场景时性能下降。 为了解决这些问题,本文提出了一种高效的针对表面缺陷实时检测的设计(Efficient Targeted Design, ETD),它包括两个分支:一个高效的特征增强分支,通过全局聚合模块(GAM)和跨尺度引导模块(CGM)逐步增强缺陷特征;以及一个轻量级边缘后验分支,用于隐式地指导网络捕捉更详细的信息。 此外,由于大多数缺陷检测模型是为特定的工业环境设计的,因此在不同环境中性能可能会下降。探索具有高泛化性能的模型将大大减少工业缺陷检测的复杂性。因此,本文特别设计了一个轻量级模型以降低模型结构复杂度,提高模型的推理速度,并增强模型的通用性。该模型旨在平衡精度与速度,并结合高精度与高速度架构的优势,构建一个兼顾准确性和速度的框架。同时,该模型还针对工业表面图像的一些通用特性进行了优化,如缺陷图像对比度低、缺陷尺寸变化大以及缺陷区域与非缺陷区域纹理相似等挑战。

  • 2024-11-06
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有限数据条件下无时间标签的锂离子电池剩余使用寿命估计的综合框架

锂离子(Li-ion)电池在可再生能源和电动汽车中的应用不断升级,这凸显了对增强预测和健康管理系统的需求,以降低突然故障的风险。确定剩余使用寿命(RUL)是当前电池预测领域最关键的任务之一。尽管统计和机器学习(ML)方法已被证明在研究设置中是有效的,但许多挑战阻碍了将这些预测方法应用于现实场景。这些挑战包括:(1)缺乏具有类似实验条件的运行到故障数据集。(2)在容量与放电周期对中呈现的数据粒度低。(3)在现实场景中缺乏“时间标识符”。时间标识符是提供有关工作电池当前退化状态的知识的任何标签。为这项研究开发的研究问题是,“在没有时间标识符的情况下,数据有限的锂离子电池的剩余使用寿命能否预测?”具体目的是估计有限数据的时间标识符并预测RUL,结合可靠性分析和深度学习的创新框架解决了这些具体目标。实验数据用于测试框架的功能,将训练数据集限制为只有三个电池,测试数据集限制为另一个电池的小样本(< 10个数据点)。这项新方法使得RUL预测能够达到大约5个周期的误差和6.24个周期的均方根误差,表现优于其他在锂离子电池剩余使用寿命预测中使用更多电池退化数据但无时间标识符的基准研究。

  • 2025-01-06
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