基于单阶段目标检测算法的混凝土裂缝识别模型

作     者：石子 吴志刚 胡继峰 甘元楠 苏敏 强晟 SHI Zi;WU Zhi-gang;HU Ji-feng;GAN Yuan-nan;SU Min;QIANG Sheng

作者机构：河海大学水利水电学院江苏南京210098 中国安能集团第二工程局有限公司江西南昌330000 浙江省水利水电勘测设计院有限责任公司浙江杭州310002 

基　　金：国家自然科学基金项目(52079049) 

出 版 物：《水电能源科学》 (Water Resources and Power)

年 卷 期：2025年第43卷第2期

页      码：118-122页

摘      要：混凝土结构产生裂缝会严重影响建筑物的安全稳定运行。为实现混凝土出露裂缝的实时高效检测,提出了一种新的单阶段混凝土裂缝检测模型CrackDetectX,该模型由基础特征提取网络、多级特征融合网络、检测头三部分组成。采用动态蛇形卷积(DSConv)精准捕捉裂缝特征,添加反向残差注意力模块(iRMB)融合不同尺度的上下文信息,使神经网络能够为特征图产生更好的像素级注意力。在检测头中引入一种基于MPDIoU的损失函数,全面考虑边界框所有信息,使模型更好地处理边界框宽度及高度的差异。此外,在模型中还引入Lion优化器保存动量信息,并利用其独特的更新规则来更新梯度,提高模型训练的效率。最后对所建模型进行评估,平均精度AP_0.5/%、AP_0.5-0.95/%、参数量、计算量及推理速度分别为93.1%、77.8%、1.62 M、4.3 GFLOPs和61.4 FPS,均优于对比方法,表明所提模型具有良好的鲁棒性,是一种高精度、高效率、轻量化的混凝土出露裂缝检测方法。

主 题 词：裂缝检测 动态蛇形卷积 反向残差注意力 MPDIoU Lion优化器 CrackDetectX 

学科分类：081504[081504] 08[工学] 0815[工学-矿业类] 081503[081503] 

D　O　I：10.20040/j.cnki.1000-7709.2025.20240079

馆 藏 号：203157491...