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UAV-YOLO12: Un modelo de segmentación de carreteras a múltiples escalas para imágenes de teledetección de UAV

Autores: Cui, Bingyan; Liu, Zhen; Yang, Qifeng

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2025

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Acceso abierto

Artículo científico
2025

UAV-YOLO12: Un modelo de segmentación de carreteras a múltiples escalas para imágenes de teledetección de UAV


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Vehículos aéreos no tripulados
Inspección de infraestructura vial
Modelo de segmentación
UAV-YOLOv12
Red de Núcleo Selectivo
Convolución Parcial

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 1

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
Los vehículos aéreos no tripulados (VANT) se utilizan cada vez más para la inspección y monitoreo de infraestructuras viales. Sin embargo, desafíos como la variación de escala, la interferencia de fondos complejos y la escasez de conjuntos de datos anotados de VANT limitan el rendimiento de los modelos de segmentación tradicionales. Para abordar estos desafíos, este estudio propone UAV-YOLOv12, un modelo de segmentación multiescala diseñado específicamente para el análisis de imágenes de carreteras basadas en VANT. El modelo propuesto se basa en la arquitectura YOLOv12 al agregar dos módulos clave. Utiliza una Red de Núcleo Selectivo (SKNet) para ajustar dinámicamente los campos receptivos y un módulo de Convolución Parcial (PConv) para mejorar el enfoque espacial y la robustez en regiones ocluidas. Estas mejoras ayudan al modelo a detectar mejor características viales pequeñas e irregulares en escenas aéreas complejas. Los resultados experimentales en un conjunto de datos personalizado de VANT recopilado de carreteras nacionales en Wuxi, China, muestran que UAV-YOLOv12 logra puntuaciones F1 de 0.902 para carreteras (road-H) y 0.825 para caminos (road-P), superando al YOLOv12 original en un 5% y un 3.2%, respectivamente. La velocidad de inferencia se mantiene en 11.1 ms por imagen, apoyando un rendimiento casi en tiempo real. Además, las evaluaciones comparativas con U-Net muestran que UAV-YOLOv12 mejora en un 7.1% y un 9.5%. El modelo también exhibe una fuerte capacidad de generalización, logrando puntuaciones F1 superiores a 0.87 en conjuntos de datos públicos como VHR-10 y el conjunto de datos de vehículos de drones. Estos resultados demuestran que el UAV-YOLOv12 propuesto puede lograr alta precisión y robustez en diversos entornos viales y escalas de objetos.

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