美国研究人员开发计算机视觉技术助力建筑垃圾自动分类
2026-03-31 11:17
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维度网讯, 研究人员正在开发一套基于计算机视觉的机器学习系统,用于识别和分类建筑工地上的建筑垃圾,以提高建筑行业塑料回收利用率。建筑施工与拆除活动是建筑垃圾的重要来源,由于工地现场时间与成本限制,塑料废料常被污染后填埋或焚烧,人工分拣过程也容易遗漏可回收塑料。如何高效处理建筑垃圾已成为建筑行业可持续发展的重要课题。

研究团队首先汇编了一个包含活跃建筑和翻新工地图像的数据集,涵盖室外与室内多种光照和环境条件。数据集分类了建筑工地上七种常见物体:桶、电缆、桶状容器、绝缘材料、液体容器、管道和PVC型材。研究人员使用Roboflow平台对图像进行标注。该数据集经过像素级精细标注,确保模型在真实场景下的训练效果,为建筑垃圾识别提供了可靠的数据基础。

利用计算机视觉和机器学习技术,该工具成功实现了对建筑垃圾场景的分析。桶状容器在模型识别中成功率最高,即使在被污染或变形的情况下也能被准确识别。PVC型材因形状大小多样且图像中管道易出现分割和断开问题,在高度杂乱的场景中识别难度较大。在建筑垃圾自动分拣的实践应用中,这种识别能力将大幅提升分拣效率。

研究人员还使用EigenCAM类激活映射可视化技术分析模型的决策过程,识别检测错误发生的位置,帮助优化数据集设计和模型训练。在模型选择上,研究团队优先考虑实际部署需求,采用优化速度和效率的实时架构。在对比实验中,YOLOv11模型表现最为突出,在保持每秒89帧实时推理速度的同时,实现了51.3的平均精度均值。该模型若整合到现实废弃物处理系统中,将具备实时识别建筑垃圾的能力,可辅助自动化废弃物分类并与机器人分拣系统集成。未来研究将致力于提升模型在高度杂乱场景中的识别性能,进一步完善建筑垃圾的分类处理能力。

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