Аналитический обзор нейросетевых алгоритмов обнаружения возгораний при чрезвычайных ситуациях

Автор: Василий Александрович Зорин, Роман Валерьевич Мещеряков

Журнал: Вестник Южно-Уральского государственного университета. Серия: Математика. Механика. Физика @vestnik-susu-mmph

Рубрика: Математика

Статья в выпуске: 2 т.17, 2025 года.

Бесплатный доступ

Благодаря развитию нейронных сетей робототехнические системы научились обнаруживать и распознавать объекты в режиме реального времени, что поспособствовало применению РТС в автономном режиме в самых различных сценариях, в том числе для обнаружения возгораний при чрезвычайных ситуациях. В статье рассматривается ряд существующих алгоритмов обнаружения на основе нейронных сетей, включая сверточные нейронные сети, региональные сверточные нейронные сети и их варианты, глубокие нейронные сети со сверточной долговременной кратковременной памятью (ConvLSTM), методы, интегрирующие глубокое обучение с корреляционной фильтрацией посредством самостоятельного обучения, сиамские нейронные сети для отслеживания целей и семейство алгоритмов YOLO (You Only Look Once). Описаны основные характеристики и различия между нейросетевыми алгоритмами, а также приведено сравнение эффективности, по критериям средней точности (mAP – mean Average Precision) и скорости обработки – частоте кадров в секунду (FPS – Frame Per Second). Выводы статьи дают представление о компромиссах между точностью, скоростью и требованиями конкретных задач в задачах обнаружения, что позволяет сделать обоснованный выбор по применению того или иного алгоритма.

Еще

Нейросетевые алгоритмы, БПЛА, обнаружение, сверточные нейронные сети, YOLO

Короткий адрес: https://sciup.org/147248180

IDR: 147248180   |   УДК: 004.021   |   DOI: 10.14529/mmph250203

Analytical Review of Neural Network Algorithms for Fire Detection in Emergency Situations

Advances in neural networks have enabled unmanned aerial vehicles (UAVs) to detect and recognize objects in real time, which has facilitated the use of UAVs autonomously in a variety of scenarios, including fire detection in emergency situations. The paper reviews a number of existing neu-ral network-based detection algorithms, including convolutional neural networks, regional convolutional neural networks and their variants, deep neural networks with convolutional long short-term memory (ConvLSTM), methods integrating deep learning with correlation filtering through self-training, Sia-mese neural networks for target tracking, and the YOLO (You Only Look Once) family of algorithms. The main characteristics and differences between neural network algorithms are described, and a com-parison of their performance in terms of mean average precision (mAP) and frame rate per second (FPS) is given. The conclusions of the article provide insight into the trade-offs between accuracy, speed and task-specific requirements in detection tasks, which allows one to make an informed choice on the use of one or another algorithm.

Еще