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基于 YOLOv8 的输电通道隐患检测系统:精准识别气球、风筝、鸟巢与垃圾【含完整训练源码 + 部署教程】

作者:申公豹
  • 2025-09-03
    内蒙古
  • 本文字数:2851 字

    阅读完需:约 9 分钟

本项目是一个面向实际应用的输电通道智能隐患检测系统,集成了 YOLOv8 模型,能够高效识别空中异物如气球、风筝、鸟巢、垃圾等,有效辅助电力巡检任务。


源码包含:完整 YOLOv8 训练代码 + 标注好数据集 + 权重文件 + 实用的图形界面程序 + 视频/图像/摄像头全流程部署教程。


源码在文末哔哩哔哩视频简介处获取。

项目摘要

本系统融合了 YOLOv8 隐患目标检测模型PyQt5 图形界面工具,支持包括单张图片、文件夹批量、视频文件与 USB 摄像头等多种输入方式。适用于 输电巡检场景中的空中异物识别任务。配套完整的源码与详细部署流程,即使你是新手,也能快速构建属于自己的智能识别系统。

前言

随着我国电力系统的迅速发展,输电线路的可靠运行变得尤为关键。输电线路通道上常见的气球、风筝、鸟巢及漂浮垃圾等异物,不仅可能造成短路、跳闸等故障,还存在严重的安全隐患。


传统人工巡检方式耗时耗力、效率低下,难以适应大规模、长距离线路的实时监控需求。因此,基于人工智能的目标检测手段成为当下研究与工程中的热门方向。


本项目采用了当前精度领先的 YOLOv8 深度学习目标检测框架,结合自主采集并标注的数据集,训练出能够精准识别输电通道典型隐患目标的模型,最终通过图形化界面实现 全流程可视化部署,极大提升检测效率与智能化程度。

一、软件核心功能介绍及效果演示

本系统分为模型端 + 界面端两部分:

✅ 1. 模型端(YOLOv8)

  • 模型版本:YOLOv8s(可替换为 m/l/x)

  • 检测类别:气球、风筝、鸟巢、垃圾,共 4 类

  • 训练平台:支持本地 Windows/Linux,推荐使用 GPU

  • 数据格式:YOLO 格式(.txt)


模型可转换 ONNX、TorchScript 等多格式导出,可嵌入各种部署平台(如 RT-DETR、TensorRT 等)



✅ 2. 界面端(基于 PyQt5)

  • 图片检测:点击选择图像,支持批量识别与结果保存;

  • 视频检测:导入本地视频或开启摄像头进行实时检测;

  • 检测结果:每一帧高亮显示识别框、类别名与置信度;

  • 输出选项:支持保存检测结果图像、生成日志文件等;

  • 运行配置:支持 CPU 和 GPU 模式切换,满足不同性能需求。

二、软件效果演示

为了直观展示本系统基于 YOLOv8 模型的检测能力,我们设计了多种操作场景,涵盖静态图片、批量图片、视频以及实时摄像头流的检测演示。

(1)单图片检测演示

用户点击“选择图片”,即可加载本地图像并执行检测:




(2)多文件夹图片检测演示

用户可选择包含多张图像的文件夹,系统会批量检测并生成结果图。




(3)视频检测演示

支持上传视频文件,系统会逐帧处理并生成目标检测结果,可选保存输出视频:




(4)摄像头检测演示

实时检测是系统中的核心应用之一,系统可直接调用摄像头进行检测。由于原理和视频检测相同,就不重复演示了。




(5)保存图片与视频检测结果

用户可通过按钮勾选是否保存检测结果,所有检测图像自动加框标注并保存至指定文件夹,支持后续数据分析与复审。


三、模型的训练、评估与推理

YOLOv8 是 Ultralytics 公司发布的新一代目标检测模型,采用更轻量的架构、更先进的损失函数(如 CIoU、TaskAlignedAssigner)与 Anchor-Free 策略,在 COCO 等数据集上表现优异。其核心优势如下:


  • 高速推理,适合实时检测任务

  • 支持 Anchor-Free 检测

  • 支持可扩展的 Backbone 和 Neck 结构

  • 原生支持 ONNX 导出与部署

3.1 YOLOv8 的基本原理

YOLOv8 是 Ultralytics 发布的新一代实时目标检测模型,具备如下优势:


  • 速度快:推理速度提升明显;

  • 准确率高:支持 Anchor-Free 架构;

  • 支持分类/检测/分割/姿态多任务

  • 本项目使用 YOLOv8 的 Detection 分支,训练时每类表情均标注为独立目标。


YOLOv8 由 Ultralytics 于 2023 年 1 月 10 日发布,在准确性和速度方面具有尖端性能。在以往 YOLO 版本的基础上,YOLOv8 引入了新的功能和优化,使其成为广泛应用中各种物体检测任务的理想选择。



YOLOv8 原理图如下:


3.2 数据集准备与训练

采用 YOLO 格式的数据集结构如下:


dataset/├── images/│   ├── train/│   └── val/├── labels/│   ├── train/│   └── val/
复制代码


每张图像有对应的 .txt 文件,内容格式为:


4 0.5096721233576642 0.352838390077821 0.3947600423357664 0.31825755058365757
复制代码


分类包括(可自定义):


3.3. 训练结果评估

训练完成后,将在 runs/detect/train 目录生成结果文件,包括:


  • results.png:损失曲线和 mAP 曲线;

  • weights/best.pt:最佳模型权重;

  • confusion_matrix.png:混淆矩阵分析图。


若 mAP@0.5 达到 90% 以上,即可用于部署。


在深度学习领域,我们通常通过观察损失函数下降的曲线来评估模型的训练状态。YOLOv8 训练过程中,主要包含三种损失:定位损失(box_loss)、分类损失(cls_loss)和动态特征损失(dfl_loss)。训练完成后,相关的训练记录和结果文件会保存在 runs/目录下,具体内容如下:


3.4 检测结果识别

使用 PyTorch 推理接口加载模型:


import cv2from ultralytics import YOLOimport torchfrom torch.serialization import safe_globalsfrom ultralytics.nn.tasks import DetectionModel
# 加入可信模型结构safe_globals().add(DetectionModel)
# 加载模型并推理model = YOLO('runs/detect/train/weights/best.pt')results = model('test.jpg', save=True, conf=0.25)
# 获取保存后的图像路径# 默认保存到 runs/detect/predict/ 目录save_path = results[0].save_dir / results[0].path.name
# 使用 OpenCV 加载并显示图像img = cv2.imread(str(save_path))cv2.imshow('Detection Result', img)cv2.waitKey(0)cv2.destroyAllWindows()
复制代码


预测结果包含类别、置信度、边框坐标等信息。


四.YOLOV8+YOLOUI 完整源码打包

本文涉及到的完整全部程序文件:包括 python 源码、数据集、训练代码、UI 文件、测试图片视频等(见下图),获取方式见【4.2 完整源码下载】:

4.1 项目开箱即用

作者已将整个工程打包。包含已训练完成的权重,读者可不用自行训练直接运行检测。


运行项目只需输入下面命令。


python main.py
复制代码


读者也可自行配置训练集,或使用打包好的数据集直接训练。


自行训练项目只需输入下面命令。


yolo detect train data=datasets/expression/loopy.yaml model=yolov8n.yaml pretrained=yolov8n.pt epochs=100 batch=16 lr0=0.001
复制代码

4.2 完整源码

至项目实录视频下方获取:https://www.bilibili.com/video/BV1N8hGzgEnn/



包含:


📦完整项目源码

📦 预训练模型权重

🗂️ 数据集地址(含标注脚本)

总结

本项目构建了一个完整的 YOLOv8 输电通道隐患检测系统,实现对气球、风筝、鸟巢、垃圾等典型空中异物的精准识别,适用于输电线路的无人机巡检、安监辅助等实际场景。系统具备以下显著优势:


  • 📦 开箱即用:提供完整 YOLOv8 训练代码、数据集与预训练权重;

  • 🎛️ 多模态输入:支持图片、视频、摄像头等多种数据源;

  • 🖥️ 图形化操作:基于 PyQt5 开发的人性化操作界面,适合各类用户;

  • ⚙️ 高性能检测:借助 YOLOv8 轻量模型实现高速高精检测,适配 CPU/GPU 部署;

  • 📚 配套教程:从训练到部署全过程图文并茂,适合个人学习或项目落地。


不论你是 AI 开发者、电力行业工程师,还是正在寻找计算机视觉实战项目的学生,本系统都是一个兼顾实用性与技术深度的理想选择。

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🏆2022年InfoQ写作平台-签约作者 🏆 2023-06-05 加入

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