Autonomous underwater vehicles (AUVs) are increasingly important tools in industries ranging from research, to energy, to defense. AUVs are power-constrained platforms operating in remote environments with fixed battery capacities, where propulsion competes with compute and sensors for power over lengthy mission durations. AUVs frequently operate in dark or turbid waters where optical sensing is of limited value, and rely on sonar as their primary sensing modality. Convolutional neural networks (CNNs) are the state-of-the-art solution for object detection in forward-looking sonar imagery, but are energy expensive (e.g. YOLOv8m: 322 mJ/inference). Spiking neural networks (SNNs) rely on binary spike activations and thus sparse accumulate-only operations, allowing them to be remarkably energy efficient, particularly when paired with dedicated neuromorphic hardware. The sparse, high-contrast structure of forward-looking sonar (FLS) returns is structurally matched to spike coding in a way that optical imagery is not. No prior work has assessed the suitability of SNNs for object detection in FLS imagery. SpikeYOLO, a fully spiking network trained with surrogate gradients, was benchmarked against state-of-the-art CNN baselines on three FLS object detection datasets. Key results: SpikeYOLO T=2 achieves 3.3$\times$ lower theoretical compute energy on UATD (97 vs 322 mJ) at competitive accuracy (0.529 [email protected]:0.95 vs. YOLOv8m's 0.575); SpikeYOLO matches YOLOv8m on [email protected] and outperforms YOLO-SONAR and Fast R-CNN baselines on the sparse Marine-Debris-FLS dataset at 4.4$\times$ lower energy; SpikeYOLO demonstrates superior robustness to multiplicative speckle noise (3.0% degradation at $σ{=}0.4$ vs. 8.9% for YOLOv8m), outperforming YOLOv8m outright at $σ{=}0.6$, directly relevant to real-world FLS deployment.


翻译:暂无翻译

0
下载
关闭预览

相关内容

Networking:IFIP International Conferences on Networking。 Explanation:国际网络会议。 Publisher:IFIP。 SIT: http://dblp.uni-trier.de/db/conf/networking/index.html
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
新能源汽车关键技术在国防领域的应用展望
未来产业促进会
10+阅读 · 2019年5月28日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
讲透RCNN, Fast-RCNN, Faster-RCNN,将CNN用于目标检测
数据挖掘入门与实战
18+阅读 · 2018年4月20日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Arxiv
35+阅读 · 2021年1月27日
VIP会员
最新内容
俄罗斯如何拦截乌克兰无人机与巡航导弹
专知会员服务
7+阅读 · 10月15日
《武器-目标分配问题:精确与近似求解算法》
专知会员服务
7+阅读 · 10月15日
综述|谁来改进机器人?迈向物理递归自我改进
专知会员服务
8+阅读 · 10月14日
软件定义无人机蜂群给防空带来全新压力
专知会员服务
10+阅读 · 10月13日
《半自主无人地面战车的互操作性》66页
专知会员服务
12+阅读 · 10月13日
相关VIP内容
相关资讯
Graph Neural Networks 综述
计算机视觉life
30+阅读 · 2019年8月13日
新能源汽车关键技术在国防领域的应用展望
未来产业促进会
10+阅读 · 2019年5月28日
Fully-Convolutional Siamese Networks for Object Tracking论文笔记
统计学习与视觉计算组
10+阅读 · 2018年10月12日
讲透RCNN, Fast-RCNN, Faster-RCNN,将CNN用于目标检测
数据挖掘入门与实战
18+阅读 · 2018年4月20日
Relation Networks for Object Detection 论文笔记
统计学习与视觉计算组
16+阅读 · 2018年4月18日
论文浅尝 | Improved Neural Relation Detection for KBQA
开放知识图谱
13+阅读 · 2018年1月21日
相关基金
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2017年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
1+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2015年12月31日
国家自然科学基金
0+阅读 · 2014年12月31日
Top
微信扫码咨询专知VIP会员