采矿与安全工程学报 ›› 2026, Vol. 43 ›› Issue (4): 947-959.doi: 10.13545/j.cnki.jmse.2025.0442

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基于HDB-YOLO算法的液体介入难辨识煤矸红外图像识别研究

张锦旺1,王景政1,杨胜利1,黄田2   

  1. 1. 中国矿业大学(北京)能源与矿业学院,厚煤层绿色智能开采教育部工程研究中心,放顶煤开采煤炭行业工程研究中心,北京100083;2. 华电煤业集团有限公司科技与数智化部,北京100035
  • 出版日期:2026-07-15 发布日期:2026-07-21
  • 通讯作者: 张锦旺,E-mail: zhangj@cumtb.edu.cn,Tel: 18810802958
  • 作者简介:张锦旺(1989— ),男,山西省中阳县人,博士(后),副教授,博士生导师,从事厚煤层绿色智能开采方面的研究。
  • 基金资助:
    国家自然科学基金项目(52374148);北京市自然科学基金项目(2232059) 

Research on infrared image recognition of hard-to-identify coal and gangue with liquid intervention based on HDB-YOLO algorithm

  • Online:2026-07-15 Published:2026-07-21

摘要: 基于YOLOv11n骨干网络,提出了一种改进的轻量化实时检测模型HDB-YOLO。该模型采用HS-FPN(High-level Screening-feature Fusion Pyramid Networks)颈部网络,可以实现不损失识别质量的同时轻量化模型结构,减轻计算量;以Dynamic卷积网络替换标准卷积网络,提升模型的识别精确率和泛化能力;引入BiFormer(Bi-level Routing Attention)注意力机制,增强模型的全局感受野并缓解了模块间的负协同效应。对比实验和消融实验结果表明:与YOLOv11n模型相比,改进后的模型精确率提升12.93%,召回率提升2.66%,F1提升7.83%,mAP@50和mAP@50.95分别相对于原模型提升2.90%和5.70%,而识别速度仅需3.2 ms。H-D-B(HS-FPN,Dynamic,BiFormer)组合后在红外场景下的煤和矸石识别均表现出了最为均衡的综合能力,改进后的模型结构对比其他YOLO系列模型(YOLOv5n-v11n)和RT-DETR,Faster-RCNN等非YOLO模型同样表现优异。

关键词: 液体介入, 煤矸识别, 红外热成像, 颈部网络, 动态卷积, 注意力机制

中图分类号: