【华为开发者大赛优秀作品技术分享 Vol.5】慧眼柔巡，基于昇腾AI的多场景线缆异常检测系统——梅科尔工作室

一、团队介绍-梅科尔工作室：

本团队隶属于郑州轻工业大学梅科尔工作室，成立于2013年，是一支以技术创新为核心驱动力的产学研结合团队，由李一浩老师带领学生开发者共同组建，拥有8名教师与学生华为开发者布道师，涵盖昇腾、昇思、海思、鸿蒙、华为云等多种方向，成立优选级华为ICT学院及中原人工智能ICT协同中心。

工作室自成立以来，工作室始终秉持"技术赋能社会"的核心理念，专注于人工智能、大数据、物联网等前沿技术的研发与应用。采用"导师引领+学生主导"的协作模式，构建起高效灵活的研发体系，已累计汇聚2万余名跨学科人才，成员专业背景涵盖机械工程、电气工程、艺术设计、生物科学、化学工程、食品工程、计算机技术及工商管理等多个领域，目前研究方向覆盖医疗器械、软体机器人、五轴数控机床装备研发、3D打印、人工智能、机器人技术、大数据分析、物联网应用及新能源开发等前沿科技领。

慧眼柔巡-基于昇腾AI的多场景线缆异常检测系统

二、获奖作品简介：

团队依托高校的创新创业平台及其丰富的资源，致力于向社会提供一种用于地下线路全自动化巡检一站式解决方案，立足于与一线研发人员强强联合，着眼于技术创新，建立具有独立自主知识产权和具有较强竞争力的产学研体系。

目前，团队计划与国家电网、城市管理局等具有市场推广能力和资源的组织机构达成战略合作意识。其中，核心产品折纸式地下线缆巡检软体机器人是由创始团队自主研发的，团队对其有完全自主的知识产权保护。仿生式地下线缆巡检机器人的核心技术已经拥有了一项实用新型专利和两项软件著作权，未来将计划申请更多的专利对产品进行知识产权保护。

产品见下图：设备控制箱(图a)、自研星闪遥控器(图b)、软体机器人(图c)

(a)(b)(c)

三、背景及行业痛点：

传统的地下线路巡检工作通常为人工巡检。人工巡检可以大致总结为两类方式：第一种是将线缆直接从窨井盖拖出地面，在地面进行人工检修后，再放回原位，然而这种方式却容易造成线缆的二次损伤；第二种方式是检修工人进入地下管道内部进行线缆巡检工作，然而这种方式对巡检工人的身材有着特殊要求且工作环境极为恶劣。综上所述，传统线路巡检工作具有作业周期长、工作量大、费时费力，效率低，漏检率和错检率高等缺点。由此可见，传统的人工巡检的方式不能满足现有巡检体系的需要。

目前，市面上的线路巡检系统的机器人主要为轮式和轨式机器人，均是刚性结构。这类机器人通常体积较大、难以实现轻便的多自由度动作，难以适应复杂的地下空间。

四、技术创新：

团队结合自身的软体机器人研究领域，基于华为云全栈生态技术能力，针对上述的问题，提出了利用科技针对线路巡检行业痛点的一站式解决方案(实地运行见图d)，帮助相关部门减少巡检成本，提高巡检效率。

(d)

核心技术点：基于昇思MindYOLO快速构建线缆破损检测算法开发实现

MindYOLO是一个基于MindSpore框架实现的YOLO系列算法开源项目，不仅提供了对当前最先进的YOLO系列算法的支持，还通过MindSpore的高效计算能力，使得这些算法在各种硬件平台上都能获得卓越的性能表现，为研究人员和开发者提供一个灵活、高效的工具，实现在实时目标检测领域进行创新和研究。

1.环境搭建：有“PyPI源安装”和“源码安装”两种方式及，本算法采用PyPI源安装形式，安装mindyolo与mindspore包

2.案例代码获取：在完成环境搭建后，从官网获取mindyolo整理好的源码：https://gitcode.com/gh_mirrors/mi/mindyolo/tree/master；然后下载模型预训练文件：https://mindspore-lab.github.io/mindyolo/zh/modelzoo/benchmark/。

3.案例运行：将预训练模型文件放置于mindyolo主目录下，进入/config文件夹中，选择对应yolo版本的yaml文件，如yolov7-tiny.yaml，可修改测试数据集等的各类配置。运行代码python test.py --config <yaml文件路径> --weight <model路径>即可完成案例体验

4.算法开发：在进行项目算法开发时，需要经过数据集调整及网络微调两部分。

①数据集调整：mindyolo同时适配了传统的yolo算法的数据集输入，准备数据集时，仅需保证数据集格式为Yolo格式+coco格式的评估集(如图e)，在/config目录下的coco.yaml文件中进行修改地址和标签即可（如图f）

(e)(f)

②网络调整：针对项目算法所需类型，进行网络层调整，如当传统mindyolo算法在部分复杂检测较差时，可以插入注意力机制。当需要修改算法网络时，只需将所需要添加或删除的层在上述对应yolo版本的yaml文件修改即可，其中包括有锚框（anchors）、骨干网络（backbone）、检测头（head）等（如图g）。有关深度学习、昇思及算法网络微调知识也可前往华为云开发者空间进行学习，点击前往：开发者空间-华为云

(g)

5.模型训练：修改完成全部数据集及网络后，输入代码python train.py –config <yaml文件地址> --weight <预训练权重地址>--epoch 50 --run_eval=False即可开始训练，训练完成后可获取模型ckpt权重文件，按照上述步骤③的流程便可完成测试与部署操作。该模型训练时，也可基于华为云主机进行整体算法操作。本产品算法效果见实时运行情况（图h）及理结果情况（图i）。

(h)(i)

五、关注我们