基于 YOLO 多版本模型的路面缺陷识别实践与分析

一、前言

路面裂缝、坑槽、松散等常见缺陷的及时识别,是道路养护工作的核心环节,直接关系到道路通行安全与养护效率。传统人工检测方式不仅耗时耗力、主观性强,还难以适应大规模道路巡检的实际需求。随着深度学习目标检测技术的发展,YOLO 系列模型凭借端到端检测、速度快、精度高的优势,成为路面缺陷识别的优选方案。为探究不同版本 YOLO 模型在路面缺陷检测任务中的适配性,本次实验基于自建路面缺陷识别数据集,完成 YOLOv5、YOLOv8、YOLOv11、YOLOv12、YOLOv26 多版本模型的训练与性能对比,为路面缺陷识别的工程落地提供实际的模型选型参考。

二、实验数据集

本次实验采用自建路面缺陷识别数据集,样本均来源于实际道路巡检场景,覆盖沥青、水泥等不同路面类型,包含各类常见路面缺陷,所有样本均完成标准化标注,标注格式适配 YOLO 系列模型训练要求,保障数据有效性。为保证模型训练效果与评估客观性,将数据集按合理比例划分为训练集、验证集与测试集,其中训练集 1254 张,主要用于模型参数拟合与特征学习;验证集 358 张,用于训练过程中超参数调优、模型性能监控与过拟合抑制;测试集 180 张,全程不参与训练,仅用于模型最终性能客观评估,各数据集样本分布均匀,有效避免类别不平衡问题。

三、模型训练

本次实验统一采用 YOLO 官方生态框架开展训练,同时训练 YOLOv5、YOLOv8、YOLOv11、YOLOv12、YOLOv26 五个版本模型,为确保各模型性能对比的公平性,所有模型均采用统一的基础训练配置。训练前均加载官方 COCO 数据集预训练权重,基于迁移学习快速适配路面缺陷识别任务,大幅提升训练效率与模型初始性能;训练过程中开启多种数据增强策略,有效丰富样本多样性,提升模型泛化能力;同时设置合理的学习率策略、优化器参数与训练轮数,开启早停机制,当验证集性能连续多轮无提升时自动停止训练,既保证模型训练充分,又避免过拟合与无效训练。训练过程中实时监控损失函数变化与验证集核心性能指标,确保各模型训练过程稳定收敛,无明显过拟合、欠拟合现象,最终完成所有版本模型的训练与模型权重保存,为后续性能评估做好准备。

四、总结

本次基于自建路面缺陷识别数据集,完成了 YOLOv5 至 YOLOv26 多版本模型的完整训练与测试,各模型均在实验中实现稳定收敛,展现出良好的路面缺陷识别能力。从整体表现来看,YOLOv5、YOLOv8 作为经典成熟版本,在路面缺陷检测中具备检测速度快、性能稳定、部署门槛低的优势,能够满足常规道路巡检场景的检测需求;而 YOLOv11、YOLOv12、YOLOv26 等新一代模型,依托优化的特征提取架构与检测算法,在检测精度上实现不同程度提升,尤其对小尺寸、复杂背景下的路面缺陷,识别效果更优,适配高精度检测需求的场景。本次多版本 YOLO 模型的对比实践,清晰展现了不同版本模型在路面缺陷识别任务中的优势与适配场景,为后续路面缺陷识别项目的模型选型提供了真实、有效的实际参考依据。在实际工程落地中,可根据具体的应用场景、硬件部署条件以及精度、速度的实际需求,灵活选择适配的 YOLO 模型,既可以选择经典版本保障检测效率与部署便捷性,也可选用新一代模型追求更高的检测精度,为道路智能化养护提供更贴合实际需求的技术支撑。同时,本次实验也为后续路面缺陷识别模型的优化提供了基础,可通过进一步的数据集扩充、超参数调优与模型改进,持续提升检测性能,更好地服务于道路养护工作。

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