中国农业气象 ›› 2024, Vol. 45 ›› Issue (12): 1521-1532.doi: 10.3969/j.issn.1000-6362.2024.12.012
刘洋,宫志宏,黎贞发,刘涛,赵卓,王腾歌
LIU Yang, GONG Zhi-hong, LI Zhen-fa, LIU Tao, ZHAO Zhuo, WANG Teng-ge
摘要:
为提高番茄果实成熟度的识别精度,实现番茄种植环节成熟度在线无损自动检测,本研究提出一种基于改进YOLOv5的番茄成熟度检测方法。针对番茄果实间因藤蔓、叶片的遮挡以及光照干扰而导致的识别误差、图像中小目标番茄检测难等问题,在YOLOv5算法的骨干网络Backbone中增加ECA高效通道注意力模块,将Neck结构中PAFPN替换为具有双向加权融合能力的BiFPN,在Head结构中添加小目标检测模块,通过消融试验获取最优改进算法YOLOv5−tomatoA。结果表明:相对于YOLOv3−Tiny、SSD300和Faster R−CNN目标检测网络,YOLOv5−tomatoA算法在遮挡和光照不均等复杂场景下,平均精度均值和F1得分分别达到97.4%和95.4%,图像识别仅需14.7ms,能同时满足高精度和快速响应的番茄果实识别需求。改进后的YOLOv5网络结构优化了内存占比和资源消耗,仅占用15.9M,模型更加轻量化,对实现番茄成熟度的在线无损检测具备一定的实用价值,该技术也可用于番茄自动采摘机器人设计中。