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如何使用ultralytics YOLO11 进行物体追踪

Abirami Vina

4 分钟阅读

2024 年 11 月 20 日

与我们一起深入了解如何在监控、农业和制造业等实时应用中使用Ultralytics YOLO11 进行目标跟踪。

比方说,您想监控和track 制造工厂装配线上组件的移动情况,以确保质量控制并提高工作流程效率。通常情况下,这需要进行人工检查或使用基本的传感器来track 项目,这样做既费时又容易出错。然而,计算机视觉物体跟踪可用于自动化和增强这一过程。 

物体跟踪是一项计算机视觉任务,有助于detect、识别和track 视频中的物体。它的应用范围非常广泛,从农场的动物监控零售店安全监控,不一而足。视频中被跟踪的物体通常使用边界框进行可视化,以帮助用户准确地看到它们在视频帧中的位置和检测位置。

Ultralytics的年度混合活动 YOLO Vision 2024 (YV24) 期间发布、 Ultralytics YOLO11是一种计算机视觉模型,可以处理各种视觉人工智能任务,包括物体跟踪。在本文中,我们将探讨物体跟踪的工作原理,并讨论实际应用。我们还将介绍如何使用 YOLO11.让我们开始吧!

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图 1.使用YOLO11 在零售店进行物体跟踪的示例。

使用YOLO11进行人工智能驱动的物体追踪

物体跟踪是一项重要的计算机视觉技术。它可以识别视频中的物体并对其进行长期跟踪。物体跟踪似乎与另一项计算机视觉任务--物体检测--非常相似。两者的关键区别在于如何处理视频帧。物体检测单独查看每一帧图像,对物体进行识别和分类,而不考虑前一帧或后一帧图像。而物体跟踪则是将帧与帧之间的点连接起来,在一段时间内track 相同的物体,并记录它们的运动轨迹。

以下是 目标跟踪 工作原理的更详细介绍:

  • 物体检测:该过程从检测视频单帧中的物体开始。 YOLO11
  • 分配唯一 ID
  • 跨帧跟踪移动跟踪算法跟踪后续帧中的对象,更新它们的位置,同时保持与它们唯一 ID 的关联。
  • 处理遮挡:如果物体暂时从视野中消失(例如,被另一个物体挡住),系统会确保在物体重新出现后恢复跟踪。
  • 更新对象信息: 随着物体的移动,它们的位置和属性(如速度或方向)会不断更新,以反映随时间的变化。

Ultralytics 利用BoT-SORTByteTrack 等先进的跟踪算法,支持实时对象跟踪。它还能与分割姿势估计 YOLO11 模型无缝配合,使其成为适用于各种跟踪任务的灵活工具。

YOLO11 物体跟踪的应用

Ultralytics YOLO11 模型的多功能性为许多行业开辟了广泛的应用领域。让我们来详细了解一些YOLO11 物体跟踪应用案例。

用于自主车辆跟踪的YOLO11

目标跟踪对于帮助 自动驾驶 汽车安全高效地运行至关重要。这些车辆需要不断了解周围环境才能做出实时决策,例如停止、转弯或变道。目标检测使汽车能够识别其环境中的关键要素,例如行人、骑自行车的人、其他车辆和交通标志。但是,仅在某一时刻检测到这些物体不足以实现安全导航。

这就是目标跟踪的用武之地。 它使汽车可以随时间推移跟踪这些物体,从而跟踪它们在多个帧中的移动。 例如,它可以帮助自动驾驶汽车预测行人走向何处,监控附近车辆的速度和方向,或者识别交通信号灯尚未改变。 通过结合检测和跟踪,自动驾驶汽车可以预测周围物体的运动,主动做出反应,并安全平稳地行驶。

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图 2.YOLO11 可用于detect 和track 汽车。

使用YOLO11 物体追踪技术监控动物

在农场上跟踪动物(如牛)对于有效管理至关重要,但这是一项繁琐且耗时的任务。传统的传感器或标签等方法通常存在缺点。这些设备在连接时会给动物带来压力,并且容易脱落或损坏,从而扰乱跟踪。

计算机视觉 为农民监控和track 动物提供了更好的解决方案,而无需物理标签。物体跟踪可以让农民对动物的行为和健康状况有宝贵的了解。例如,它可以帮助detect 影响动物行走方式的跛足等情况。通过使用物体追踪,养殖户可以发现动物运动的细微变化,并及早解决健康问题。

除了健康监测之外,计算机视觉还可以帮助农民了解其他行为,例如社交互动、饮食习惯和运动模式。这些见解可以改善畜群管理,优化喂养计划,并促进动物的整体福祉。通过减少体力劳动并最大限度地减少动物的压力,基于计算机视觉的跟踪是现代农业的一种实用且高效的工具。

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图 3.使用YOLO11 track 农民和一头奶牛。

利用YOLO11在制造业中进行物体跟踪YOLO11

目标跟踪在 制造业 领域有许多用例。例如,目标检测和跟踪系统可以监控生产线。产品或原材料可以在传送带上移动时轻松地被跟踪和计数。这些系统还可以与其他 计算机视觉 系统集成以执行其他任务。例如,可以使用 缺陷检测 系统识别有缺陷的物品,并使用目标跟踪来确保对其进行适当处理。

物体跟踪在制造业中的另一个重要应用与安全有关。物体跟踪系统可用于detect 和track 处于潜在危险制造环境中的工人。可以使用计算机视觉系统对危险区域进行标记和持续监控,如果(被跟踪的)工人靠近这些区域,主管人员就会收到通知。此类安全系统还可用于detect 和track 设备,防止盗窃。 

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图 4.YOLO11 物体检测用于detect 工人的示例。

利用YOLO11进行物体跟踪和监控YOLO11

实时目标跟踪被广泛应用于安全和监控系统中。这些系统可用于监控公共场所交通枢纽和大型购物中心等大型零售环境。大型拥挤区域可利用这项技术track 可疑人员或人群行为,提供无缝监控解决方案。例如,在大流行病期间,物体跟踪系统被用于track 拥挤区域,确保人们保持社会距离。

物体跟踪也可用于交通监控。通过物体跟踪,可以track 和分析车辆的行为方式,实时发现异常或可疑行为,帮助预防事故或犯罪。速度估算系统就是一个很好的例子。它们可以detect 和track 车辆,以确定其速度。

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图 5. 可以使用目标跟踪进行速度估计。

试用Ultralytics YOLO11的物体跟踪功能

既然我们已经探索了一些物体追踪应用,下面我们就来讨论一下如何使用Ultralytics YOLO11 模型进行尝试。 

开始使用,请使用 pip、conda 或 Docker 安装Ultralytics Python 软件包。如果在安装过程中遇到任何问题,我们的《常见问题指南》会提供有用的故障排除技巧。 

安装成功后,运行以下代码。代码概述了如何加载Ultralytics YOLO11 模型,并用它来track 视频文件中的对象。代码中使用的模型是 "yolo11n.pt"。n "代表 Nano,即YOLO11 模型的最小变体。还有其他型号可供选择:小型、中型、大型和超大型。

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图 6.展示使用YOLO11 模型进行物体跟踪的代码片段。

您还可以选择使用自定义训练的模型,而不是预训练模型。自定义训练涉及微调预训练模型,以适应您的特定应用。 

如前所述,以下YOLO11 模型支持对象跟踪:对象检测、姿势估计 实例分割。如果您有涉及跟踪的特定应用,您可以根据您的应用自定义训练这些模型中的任何一个。您可以使用Ultralytics Python 软件包无代码平台 Ultralytics HUB 对模型进行自定义训练。 

主要要点

Ultralytics YOLO11 是一款在视频中跟踪物体的优秀工具,可用于自动驾驶汽车、农业、制造业和安防等多个领域。它可以实时detect 和跟踪物体,帮助企业和行业track 工人和设备。该模型易于使用,可根据特定需求进行定制,对于有意无缝采用计算机视觉功能的人来说是一个不错的选择。 

要了解更多信息,请访问我们的 GitHub 仓库,并与我们的 社区 互动。在我们的解决方案页面上探索 自动驾驶汽车农业 中的 AI 应用。🚀

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