煤炭科学技术

作者：刘光伟, 雷健, 张磊, 罗霄, 牛喜洋, 张浩博, 袁杰, 秦飞龙, 谯乾林,

关键词：露天煤矿, 无人机巡检, 轻量化目标检测, 多目标跟踪, 空间−外观相似度矩阵,

针对露天矿传统人工巡检效率低、故障设备与非合作目标识别难、安全风险高及小目标检测精度不足等问题，同时为补充UWB室内外定位、车载捷联惯性导航等主动定位技术在信号盲区、非合作目标监测等场景的局限，提出轻量化目标检测与多目标跟踪算法，并构建智能化无人机巡检系统。在检测模型设计上，主干网络引入可变形卷积DCNv2，颈部采用渐进特征金字塔网络AFPN，强化多尺度特征提取能力；设计轻量化检测头LSDECD-Head，结合Focaler-GIoU损失函数，提升小目标与遮挡目标检测精度；通过LAMP剪枝算法实现模型压缩，30%剪枝率下仍保持mAP50为0.868、推理时间196 ms的性能，适配无人机计算资源约束。在多目标跟踪方面，改进ByteTrack算法，引入融合目标空间位置、作业状态及外观特征的空间−外观相似度矩阵，结合加速度校正函数优化轨迹预测，使多目标跟踪准确率提升2.6%，ID切换次数减少21次。此外，构建多层级巡检系统，集成数据采集、实时检测与多机协同调度功能，依托5G与自组网技术实现数据传输与远程监控。试验结果表明，该方案在露天矿场景中显著提升设备检测与跟踪的精度及稳定性，为矿山智能化、无人化巡检提供可落地的技术方案。

来源：2026年第2期

《煤炭科学技术》期刊编辑部

查看煤炭科学技术杂志2026年第2期