文档名：基于MPSoC的轻量化汽车检测系统及硬件加速平台设计与优化
摘要：针对车辆分类检测在精度和实时性方面存在的挑战,提出了一项改进方案,以优化YOLOv5s模型,旨在实现轻量化的汽车检测.通过在MPSoC硬件架构的现场可编程门阵列(FPGA)上设计系统,成功打造了一个具备高精度、快速检测和低能耗的解决方案.为了使得模型更适合嵌入式设备部署,采用了MobileNetv3Small替代YOLOv5s的主干网络,并引入卷积块注意力模块(CBAM)注意力机制和Inner-IoULoss优化方法,使模型在轻量化的同时提升了检测精度和速度.改进后的模型相较于原始Yolov5s模型,平均精度均值(mAP)提升了14.8%,参数量减少了49.7%,模型体积减小了40.7%,计算量减少了48.9%,在NVIDIA3060上,改进后的检测速度提升了48.8%,达到了82fps.此外,还利用FPGA对YOLOv5s进行了硬件加速.经过优化的系统达到了45fps的检测帧率,并保持了较高的精度和速度,这一系统易于部署,适用于智能交通系统,满足其高效实时监测的需求.
Abstract：Inresponsetothechallengesregardingaccuracyandreal-timeperformanceinvehicleclassificationdetection,thisstudyproposesanimprovedlightweightmodelforvehicledetectionbasedonYOLOv5s.Theobjectivetoachieveasolutionthatbalanceshighdetectionaccuracy,swiftdetection,andlowpowerconsumptionthroughasystemdesignedonanFPGAwithinanMPSoChardwarearchitecture.Inordertomakethemodelmoresuitableforembeddeddevicedeployment,ThisresearchreplacesthebackbonenetworkofYOLOv5swithMobileNetv3SmallandincorporatesCBAMattentionmechanismandInner-IoULossoptimization.Thismodificationaimtoachievelightweightingwhileenhancingdetectionaccuracyandspeed.ComparedtotheoriginalYOLOv5smodel,theenhancedmodelexhibitsa14.8%increaseinmAP,areductionof49.7%inparameters,a40.7%decreaseinmodelvolume,anda48.9%decreaseincomputationalload.OntheNVIDIA3060platform,theimproveddetectionspeedhassurgedby48.8%,reaching82fps.Additionally,hardwareaccelerationusingFPGAhasbeenimplementedforYOLOv5s.Theoptimizedsystemachievesadetectionframerateof45fpswhilemaintaininghighprecisionandspeed.Thissystemiseasilydeployableandsuitsthedemandsofintelligenttransportationsystems,fulfillingtheneedforefficientreal-timemonitoring.
作者：王伟 王坤 许圳兴 付相为 Author：WangWei WangKun XuZhenxing FuXiangwei
作者单位：无锡学院江苏省集成电路可靠性技术与检测系统工程研究中心无锡214105南京信息工程大学电子与信息工程学院南京210044
刊名：国外电子测量技术 ISTIC
Journal：ForeignElectronicMeasurementTechnology
年，卷(期)：2024, 43(6)
分类号：TN2
关键词：车辆分类 YOLOv5s轻量化 MobileNetv3Small FPGA 硬件部署
Keywords：vehicleclassification YOLOv5slightweight MobileNetv3Small FPGA hardwaredeployment
机标分类号：TP393.04TN791TP181
在线出版日期：2024年7月12日
基金项目：南京信息工程大学滨江学院人才启动科研项目，南京信息工程大学滨江学院人才启动科研项目，企业横向项目，企业横向项目，企业横向项目基于MPSoC的轻量化汽车检测系统及硬件加速平台设计与优化[
期刊论文] 国外电子测量技术--2024, 43(6)王伟 王坤 许圳兴 付相为针对车辆分类检测在精度和实时性方面存在的挑战,提出了一项改进方案,以优化YOLOv5s模型,旨在实现轻量化的汽车检测.通过在MPSoC硬件架构的现场可编程门阵列(FPGA)上设计系统,成功打造了一个具备高精度、快速检测和低能...参考文献和引证文献
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