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基于 YOLOv8 的桥梁八类缺陷、病害高精度检测项目|完整源码数据集 +PyQt5 界面 + 完整训练流程 + 开箱即用!

作者:申公豹
  • 2025-07-24
    内蒙古
  • 本文字数:2976 字

    阅读完需:约 10 分钟

基于 YOLOv8 的桥梁八类缺陷、病害高精度检测项目|完整源码数据集+PyQt5 界面+完整训练流程+开箱即用!

源码包含:完整 YOLOv8 训练代码+数据集(带标注)+权重文件+直接可允许检测的 yolo 检测程序+直接部署教程/训练教程‘


源码在文末哔哩哔哩视频简介处获取。


['腐蚀', '裂缝', '退化混凝土', '混凝土空洞', '潮湿', '路面劣化', '收缩裂缝', '底层收缩裂缝']

项目摘要

本项目集成了 YOLOv8 桥梁缺陷检测模型PyQt5 图形界面工具,实现了包括图片、文件夹、视频与摄像头等多种输入方式的桥梁病害自动检测功能。系统可自动识别 腐蚀、裂缝、退化混凝土、混凝土空洞、潮湿、路面劣化、收缩裂缝、底层收缩裂缝 等八类常见桥梁病害。项目配套完整源码、标注数据、训练流程与推理界面,方便二次开发与快速部署。

前言

桥梁作为交通运输的重要基础设施,其健康状况直接关系到交通安全与人民生命财产安全。传统的人工巡检方式不仅耗时费力,而且容易因人为疏忽漏检或误判。随着计算机视觉与深度学习技术的发展,借助 YOLOv8 等先进目标检测算法,可以对桥梁缺陷进行高效、自动化检测。


本项目正是基于 YOLOv8 强大能力,结合图形化界面开发,构建了一个即训练即用的完整桥梁病害检测系统,适用于工程检测、科研教学与企业快速部署场景。

一、软件核心功能介绍及效果演示

1. 支持多种输入方式

  • 单张图片检测:导入图像并自动进行病害识别;

  • 图像批量检测:可选择整个文件夹进行批量识别;

  • 视频检测:支持 MP4、AVI 等常见视频格式;

  • 摄像头检测:兼容笔记本或 USB 外接摄像头,实时检测桥梁缺陷。

2. 检测效果展示

系统通过 YOLOv8 训练出的自定义模型,对输入图像进行推理输出缺陷类型与置信度。每个目标会绘制不同颜色的边框并标注类别文字,便于识别。


示例:


  • 裂缝识别效果展示

  • 腐蚀与空洞并存情况检测

  • 路面劣化与潮湿复合病害识别

3. 图形化界面(PyQt5)

我们基于 PyQt5 开发了一个轻量级检测前端,用户可通过按钮快速加载图像、视频或打开摄像头,并查看检测结果。支持:


  • 图片上传;

  • 一键检测按钮;

  • 实时置信度调节与结果保存;

  • 检测记录导出为图片/JSON。

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 完整源码下载

至项目实录视频下方获取:https://www.bilibili.com/video/BV1m8g8z6Ejp/



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

本项目基于 YOLOv8 构建了一个高精度的桥梁病害检测系统,具备完整的数据采集、模型训练、可视化推理与图形化界面功能。系统可自动识别包括腐蚀、裂缝、退化混凝土等在内的八类桥梁常见病害,极大提升了桥梁检测工作的自动化与智能化水平。


相比传统的人工检测方式,本系统具有如下优势:


  • 检测速度快,精度高:基于 YOLOv8 轻量模型,适配实时场景;

  • 部署简单,上手即用:PyQt5 图形界面无须复杂命令行操作;

  • 训练流程完整,便于迭代优化:支持数据扩展与模型精度优化;

  • 应用场景广泛:可用于桥梁日常巡检、养护评估、应急响应等多种工程实践中。


此外,本项目源码完全开放,适合高校科研教学工程单位部署应用AI 爱好者学习改造,为桥梁智能检测领域提供了一套完整、实用、可落地的解决方案。


未来,我们计划引入多模态数据(如红外图像、点云数据等)、扩展检测类型(如支座错位、护栏缺损等),进一步提高模型的全面性与鲁棒性,为桥梁结构健康监测贡献更强大的技术支持。

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