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农机化研究2025年第04期:深度学习方法在红花采摘机器人中的应用

来源:期刊VIP网 时间:


作者:陈金荣;许燕;周建平;王小荣;崔超;

单位:新疆大学机械工程学院;新疆维吾尔自治区农牧机器人及智能装备工程研究中心;新疆大学工程训练中心;

摘要:为实现农业复杂环境中红花的快速准确识别,提出了一种基于深度学习方法的改进YOLOv5s红花目标检测算法。在YOLOv5s基础上融入适配GPU的轻量Ghost模块,获得复杂度更低、网络推理速度更快的基线模型,将CBAM注意力机制嵌入基线模型,增强了小目标物在高频特征中的表现力,并通过建立一种基于边界框宽和高差值的Focal-EIoU损失函数,提高红花在不同遮挡情况下的识别率。最后,在并联式红花采摘机器人上开展红花识别试验,验证改进算法的可行性和可靠性。结果表明:改进后的YOLOv5s模型相较于原始模型在mAP值上提高了1.94个百分点,模型参数量和单幅图像检测速度分别为3.52 MB和0.06 s/幅,红花采摘机器人视觉系统的平均识别成功率可达89.92%。

关键词:红花;;采摘机器人;;深度学习;;YOLOv5s;;识别成功率

基金资助:新疆维吾尔自治区创新团队项目(2022D14002);; 新疆农机研发制造推广应用一体化项目(YTHSD2022-05)