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摘要

自动驾驶技术是人工智能领域最具挑战性和前景的应用之一，其中目标检测作为环境感知的核心组成部分，对自动驾驶系统的安全性和可靠性起着决定性作用。本文详细介绍基于YOLOv5、YOLOv6、YOLOv7和YOLOv8的自动驾驶目标检测系统，涵盖算法原理、模型架构、数据集处理、训练策略、系统实现以及可视化界面开发。通过PySide6构建了用户友好的图形界面，提供完整的训练和推理流程。本文附带了完整的代码实现，并提供了详细的训练指南和性能分析。

目录

摘要

一、引言

1.1 自动驾驶中的目标检测挑战

1.2 YOLO系列算法优势

二、YOLO算法演进与原理

2.1 YOLOv5架构特点

2.2 YOLOv6创新点

2.3 YOLOv7关键技术

2.4 YOLOv8最新特性

三、数据集准备与处理

3.1 自动驾驶数据集推荐

3.1.1 BDD100K数据集

3.1.2 KITTI数据集

3.1.3 Cityscapes数据集

3.1.4 COCO交通子集

3.2 数据预处理代码

四、模型训练与优化

4.1 多版本YOLO训练框架

五、PySide6图形界面开发

5.1 主界面设计

六、系统部署与优化

6.1 模型优化技术

6.2 性能基准测试

一、引言

1.1 自动驾驶中的目标检测挑战

自动驾驶车辆需要在复杂的动态环境中实时识别和定位各种交通要素，包括：

• 车辆（汽车、卡车、公交车等）

• 行人

• 交通标志和信号

• 自行车和摩托车

• 障碍物

这些任务面临以下挑战：

1. 实时性要求：需要毫秒级响应时间

2. 高精度需求：误检和漏检可能导致严重事故

3. 复杂环境适应性：不同天气、光照条件下的鲁棒性

4. 多尺度目标检测：近处大型车辆