基于机器视觉的自然环境下作物行识别与导航线提取 被引量：96

1

作者 孟庆宽 何洁 +4 位作者 仇瑞承 马晓丹 司永胜 张漫 刘刚 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第7期172-178,共7页

针对基于机器视觉的农业导航机器人在图像处理时易受光照变化影响和常规导航线检测算法实时性、稳健性不高等问题,提出了YCrCg颜色模型,选择该颜色模型中与光照无关的Cg分量进行后续图像处理,采用基于二维直方图的模糊C均值聚类法(FCM)... 针对基于机器视觉的农业导航机器人在图像处理时易受光照变化影响和常规导航线检测算法实时性、稳健性不高等问题,提出了YCrCg颜色模型,选择该颜色模型中与光照无关的Cg分量进行后续图像处理,采用基于二维直方图的模糊C均值聚类法(FCM)进行图像分割,并根据图像中作物行的特点,提出了基于直线扫描的作物行直线检测算法。该算法将图像底边和顶边像素点作为直线的两个端点,通过移动上下端点位置产生不同斜率直线,选择包含目标点最多的直线作为作物行中心线。实验表明,不同光照下基于YCrCg颜色模型的图像分割可以有效地识别出作物行,处理一幅640pixel×480pixel图片耗时约为16.5ms,直线扫描算法能快速准确的检测出导航线,与最小二乘法、Hough变换等算法相比具有速度快、抗干扰性强等优点。 展开更多

关键词 机器视觉 颜色模型 图像分割 导航线 农业导航

原文传递

采用倾角传感器的水田激光平地机设计 被引量：56

2

作者 李庆 罗锡文 +6 位作者 汪懋华 赵祚喜 许耀军 区颖刚 刘刚 林建涵 司永胜 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2007年第4期88-93,共6页

研制的采用倾角传感器的激光平地系统用于南方水田土壤的平整。平地机具通过三点式悬挂机构与拖拉机相连接,用左右两个油缸实现升降,由普通三位四通电磁换向阀控制油缸,分别采用激光与倾斜传感器实现平地机具左右侧升降控制。试验结果表... 研制的采用倾角传感器的激光平地系统用于南方水田土壤的平整。平地机具通过三点式悬挂机构与拖拉机相连接,用左右两个油缸实现升降,由普通三位四通电磁换向阀控制油缸,分别采用激光与倾斜传感器实现平地机具左右侧升降控制。试验结果表明,采用倾角传感器的水田激光平地机在水田的平整精度能基本满足农艺要求。 展开更多

关键词 水田平地机 激光 倾角传感器 农业机械

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农林作物三维重建方法研究进展 被引量：42

3

作者 刘刚 司永胜 冯娟 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第6期38-46,19,共10页

农林作物的三维重建对于研究其生物学特性、冠层光照分布以及农业机器人应用等都具有重要的作用。农林作物结构比较复杂,快速准确地对农林作物进行三维重建具有较大的挑战性,农林作物三维重建方法得到了相关研究领域的广泛关注。本文根... 农林作物的三维重建对于研究其生物学特性、冠层光照分布以及农业机器人应用等都具有重要的作用。农林作物结构比较复杂,快速准确地对农林作物进行三维重建具有较大的挑战性,农林作物三维重建方法得到了相关研究领域的广泛关注。本文根据使用的核心设备或技术的不同,将常见的农林作物三维重建方法分为4类,即基于规则的方法、基于图像的方法、基于扫描的方法和基于三维数字化仪的方法。按此分类,总结阐述了各种方法的硬件系统及其在农林作物三维重建中的应用情况,分析和比较了不同方法优缺点及应用范围,提出了农林作物三维重建的未来研究发展趋势。 展开更多

关键词 作物 三维重建 综述

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激光控制平地系统设计与试验分析 被引量：35

4

作者 刘刚 林建涵 +3 位作者 司永胜 侯明亮 毛恩荣 汪懋华 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第1期71-74,共4页

开发了用于农田平地的激光接收与控制装置、液压调节装置、平地铲等。利用该系统与Trimble公司的激光控制平地系统进行了平地对比试验。试验结果表明,该系统工作性能稳定,与国产中等功率拖拉机液压动力输出匹配较好。

关键词 激光平地机 设计 试验

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基于Kinect相机的猪体理想姿态检测与体尺测量 被引量：31

5

作者 司永胜 安露露 +1 位作者 刘刚 李保成 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期58-65,共8页

为提高基于机器视觉的猪体体尺测量研究中的图像利用率和体尺测量效率,以长白猪和大白猪为研究对象,基于Kinect相机获取的猪体视频数据,提出了一种猪体理想姿态检测算法。该算法利用最小外接矩形法调整猪体为水平方向;利用投影法和差分... 为提高基于机器视觉的猪体体尺测量研究中的图像利用率和体尺测量效率,以长白猪和大白猪为研究对象,基于Kinect相机获取的猪体视频数据,提出了一种猪体理想姿态检测算法。该算法利用最小外接矩形法调整猪体为水平方向;利用投影法和差分法识别头部和尾部位置,通过头部边界标记法判断是否耳部缺失;利用骨骼化算法结合霍夫变换算法检测猪体头部是否歪斜。在此基础上,设计了猪体体尺测量算法。针对养殖场获取的103组视频数据、俯视和侧视各52 016帧图像,进行了理想姿态检测及体尺测量。结果表明,检测出理想姿态2 592帧、漏报432帧、误报0帧,误报率较低;每帧图像的体长偏差与本组体长均值小于2. 3%,组内理想姿态帧之间差异较小,一致性较好;体宽测量的平均精确度为95. 5%,体高测量的平均精确度为96. 3%,体长测量的平均精确度为97. 3%,测量的平均准确度较高。本研究成果应用于基于机器视觉的猪体体尺测量,可提高图像利用率和体尺测量效率。 展开更多

关键词 猪 姿态检测 体尺测量 Kinect相机 视频 图像处理

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果园视觉导航基准线生成算法 被引量：31

6

作者 冯娟 刘刚 +3 位作者 司永胜 王圣伟 何蓓 任雯 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第7期185-189,184,共6页

针对果园导航环境的复杂性,提出了一种基于图像处理的果园导航基准线生成算法。采用二维Otsu算法获取最优分割阈值,对色差R-B分量图进行二值化处理;根据水平投影曲线的一阶导数变化规律,提取树的主干区域(ROI);根据区域中邻近像素灰度... 针对果园导航环境的复杂性,提出了一种基于图像处理的果园导航基准线生成算法。采用二维Otsu算法获取最优分割阈值,对色差R-B分量图进行二值化处理;根据水平投影曲线的一阶导数变化规律,提取树的主干区域(ROI);根据区域中邻近像素灰度值的变化规律,提取主干与地面的交点作为特征点;根据点的分布特性对其进行归类,并利用最小二乘法拟合左右边界线,提取边界线上各行中心点生成果园导航基准线。在不同场景中的实验结果表明,该算法对噪声的干扰有较强的鲁棒性,使导航基准线的生成准确率高于90.7%;处理一幅640×480像素的图像平均耗时小于119 ms,具有较好的实时性。 展开更多

关键词 果园 导航 基准线 图像处理 水平投影法

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苹果采摘机器人激光视觉系统的构建 被引量：25

7

作者 冯娟 刘刚 +2 位作者 司永胜 王圣伟 周薇 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第A01期32-37,共6页

为了避免或减少自然光线的干扰,该文设计了一种用于苹果采摘机器人的激光视觉系统。基于飞行时间原理的LMS211激光测距仪可对目标距离进行测量,具有精度高、响应速度快等优点;研制的直线运动单元可自由调整其滑台的移动速度和行程,用来... 为了避免或减少自然光线的干扰,该文设计了一种用于苹果采摘机器人的激光视觉系统。基于飞行时间原理的LMS211激光测距仪可对目标距离进行测量,具有精度高、响应速度快等优点;研制的直线运动单元可自由调整其滑台的移动速度和行程,用来协助测距仪完成对目标场景的三维扫描。试验结果表明:在一定测量范围内,扫描数据能较理想地反映果实的曲面特性,选择合适的水平分辨率可提高数据的成像效果,生成的距离图像易于解析果实、枝叶的空间几何特性及相互间的层次关系,且效果不受光线变化的影响。该系统为后期果实的识别研究提供参考。 展开更多

关键词 农业机械 机器人 激光 视觉 苹果 采摘机器人 飞行时间 距离图像

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基于改进遗传算法的农机具视觉导航线检测 被引量：25

8

作者 孟庆宽 张漫 +3 位作者 仇瑞承 何洁 司永胜 刘刚 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第10期39-46,共8页

针对机器视觉导航系统现有导航线提取算法检测速度慢、抗干扰性差等不足,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的导航线检测方法。图像中作物行走向近似为一条直线,从图像顶边和底边分别随机选一个点进行染色体编码,通过遗传进化选择适应度最... 针对机器视觉导航系统现有导航线提取算法检测速度慢、抗干扰性差等不足,提出一种基于改进遗传算法(IGA)的导航线检测方法。图像中作物行走向近似为一条直线,从图像顶边和底边分别随机选一个点进行染色体编码,通过遗传进化选择适应度最高的个体作为作物行直线编码,进而得到导航线。改进遗传算法采用概率保留法和最优保存策略相结合的方法作为选择算子,提高了算法的搜索效率和精度;通过自适应调整交叉概率和变异概率,提高了算法的收敛速度和全局搜索能力。动态导航跟踪试验表明,改进的遗传算法与标准霍夫变换、标准遗传算法(GA)在导航线提取性能上相比,具有抗干扰性强、检测速度快等优点。当导航速度为0.6m/s时,横向偏差最大值不超过76 mm,平均值小于33.1 mm,较好地满足了导航作业要求。 展开更多

关键词 农机具 改进遗传算法 视觉导航 直线检测

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基于支持向量机分类模型的奶牛行为识别方法 被引量：25

9

作者 任晓惠 刘刚 +3 位作者 张淼 司永胜 张馨月 马丽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第B07期290-296,共7页

针对奶牛行为监测耗费人力、监测精度低等问题,以无线传输颈环获得的数据为研究对象,提出了一种基于萤火虫算法优化支持向量机参数的奶牛行为分类方法。该方法利用萤火虫寻优算法优化支持向量机的参数,达到较高的分类精度。实验结果表明... 针对奶牛行为监测耗费人力、监测精度低等问题,以无线传输颈环获得的数据为研究对象,提出了一种基于萤火虫算法优化支持向量机参数的奶牛行为分类方法。该方法利用萤火虫寻优算法优化支持向量机的参数,达到较高的分类精度。实验结果表明,无线传输颈环能够实时采集和传输奶牛颈部活动信息,并能有效区分不同奶牛的进食、反刍、饮水3种行为,适用性有了较大提高,其中,分类精度、灵敏度和准确率平均值分别达到97.28%、97.03%、98.02%。对比常规的支持向量机算法,本文方法对同一奶牛的分类精度、灵敏度、准确率平均值分别提高了13.39、28.2、18.8个百分点;不同奶牛的分类精度、灵敏度、准确率平均值分别提高了0.74、2.24、2.12个百分点。本文研究结果可为奶牛异常行为检测、疾病智能化预警提供技术支持。 展开更多

关键词 奶牛 反刍 加速度传感器 支持向量机 行为分类

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融合多源图像信息的果实识别方法 被引量：21

10

作者 冯娟 曾立华 +1 位作者 刘刚 司永胜 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2014年第2期73-80,共8页

光线变化与目标重叠是影响自然环境中果实正确识别的重要原因。为了降低两者的影响，研究了融合多源图像信息的果实识别方法。在图像配准的基础上，优选了日分量图与幅度图像作为待融合的源图像；由模糊推理系统（隶属度函数和模糊规则... 光线变化与目标重叠是影响自然环境中果实正确识别的重要原因。为了降低两者的影响，研究了融合多源图像信息的果实识别方法。在图像配准的基础上，优选了日分量图与幅度图像作为待融合的源图像；由模糊推理系统（隶属度函数和模糊规则）决定权重，采用加权平均策略实现图像的像素级融合；根据融合图像中果实区域的分布规律，设计了一种基于直方图的首阈检测法以获得最佳的果实分割效果；利用深度图像的统计特性，设计了一种逐层分割图像的方法以解决重叠果实的分离问题。实验结果表明：多源融合图像用于果实识别与定位比单一图像具有更好的准确性与鲁棒性，对重叠果实的正确识别率在83．67％～94．22％之间。 展开更多

关键词 果实识别 多源图像 模糊逻辑 图像融合 图像分割

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基于线性相关系数约束的作物行中心线检测方法 被引量：18

11

作者 孟庆宽 刘刚 +2 位作者 张漫 司永胜 李茗萱 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第S1期216-223,共8页

针对现有作物行检测算法速度慢、易受外界干扰等问题,设计了一种基于线性相关系数约束的作物行中心线检测方法。根据农田图像特点,对图像中感兴趣区域ROI进行处理,提高图像处理实时性;通过垂直投影法进行作物行个数计算和边缘检测,最后... 针对现有作物行检测算法速度慢、易受外界干扰等问题,设计了一种基于线性相关系数约束的作物行中心线检测方法。根据农田图像特点,对图像中感兴趣区域ROI进行处理,提高图像处理实时性;通过垂直投影法进行作物行个数计算和边缘检测,最后利用基于线性相关系数约束的作物行中心线检测方法对作物行特征点进行拟合,实现作物行中心线提取。该方法利用相关系数r作为直线约束条件,对作物行特征点进行直线拟合,在拟合直线两侧同时剔除距离拟合直线最远的N个干扰点,通过多次拟合直到求出满足要求的最优直线。通过与霍夫变换、随机方法进行对比,证明该方法具有抗干扰性强、检测速度快等优点。导航跟踪实验结果表明,该算法可以使系统有效地对目标路径进行跟踪,当速度为0.6 m/s时最大横向偏差不超过4 cm,当速度为1.2 m/s时最大横向偏差不超过7 cm。 展开更多

关键词 导航 直线检测 机器视觉 线性相关系数

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基于点云精简的奶牛背部体尺测点自动提取方法 被引量：13

12

作者 张馨月 刘刚 +3 位作者 经玲 司永胜 任晓惠 马丽 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第B07期267-275,共9页

为了解决奶牛点云体尺测点的自动提取问题,提出了基于点云精简的奶牛背部体尺测点自动提取方法。首先,搭建奶牛深度视频采集平台采集数据,对Kinect相机采集到的奶牛背部原始点云数据进行预处理,去除周围复杂背景;其次,采用主成分分析法... 为了解决奶牛点云体尺测点的自动提取问题,提出了基于点云精简的奶牛背部体尺测点自动提取方法。首先,搭建奶牛深度视频采集平台采集数据,对Kinect相机采集到的奶牛背部原始点云数据进行预处理,去除周围复杂背景;其次,采用主成分分析法计算局部平面法矢量和曲率,对奶牛背部点云进行精简,去除噪声点和冗余点,保留奶牛背脊部和边界轮廓的特征点;最后,根据奶牛背部体尺测点的几何特征和测点间的空间结构关系,对精简后的奶牛背部点云数据进行体尺测点的自动提取。采集了33头奶牛的完整背部深度视频数据,每头奶牛选取10帧,共计330帧试验数据。利用本文方法提取到的所有体尺测点的平均绝对误差均小于1.17cm,与非均匀网络法相比,经本文方法处理后的体尺测点提取时间缩短了33.72%。本文研究结果可为奶牛体尺自动化测量提供技术支持。 展开更多

关键词 奶牛 测点提取 体尺 KINECT 点云精简

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基于三维重建的奶牛体重预估方法 被引量：12

13

作者 初梦苑 刘刚 +1 位作者 司永胜 冯凡 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第S01期378-384,共7页

为提高奶牛称量的工作效率,降低劳动强度,提出一种基于三维重建的奶牛体重预估方法。首先搭建奶牛深度视频获取平台,利用Kinect相机分别采集奶牛俯视与侧视视角数据,选取深度视频中同步的俯视帧与侧视帧并转换为点云,去除复杂背景提取... 为提高奶牛称量的工作效率,降低劳动强度,提出一种基于三维重建的奶牛体重预估方法。首先搭建奶牛深度视频获取平台,利用Kinect相机分别采集奶牛俯视与侧视视角数据,选取深度视频中同步的俯视帧与侧视帧并转换为点云,去除复杂背景提取奶牛点云;然后利用一帧不同步的侧视点云将同步侧视点云中缺失区域补全,配准俯视与侧视点云后,基于俯视点云中奶牛脊柱的位置选取对称面,利用单视角侧视点云获取得到双视角点云,完成奶牛体表点云的重建;最后进行点云曲面重建,利用曲面模型的体积与表面积建立奶牛体重预估模型。利用29头奶牛数据验证模型效果,结果表明,奶牛曲面模型整体表面积、去除四肢及头部的体积与体重呈显著正相关,体重预估绝对误差在-18.67~23.34 kg之间,相对误差均小于3.40%,平均相对误差为2.04%。 展开更多

关键词 奶牛 Kinect相机 点云补全 镜像对称 三维重建 体重预估

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家畜体尺自动测量技术研究进展 被引量：10

14

作者 初梦苑 司永胜 +1 位作者 李前 刘刚 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2022年第13期228-240,共13页

家畜体尺参数是评价家畜生产性能的关键指标之一,可为选取优良品种提供重要参考依据。人工测量家畜体尺费时费力、主观性强、有损动物福利。随着计算机技术的应用普及,家畜体尺自动测量技术发展较快,取得了较好的研究成果。该研究从家... 家畜体尺参数是评价家畜生产性能的关键指标之一,可为选取优良品种提供重要参考依据。人工测量家畜体尺费时费力、主观性强、有损动物福利。随着计算机技术的应用普及,家畜体尺自动测量技术发展较快,取得了较好的研究成果。该研究从家畜数据采集与预处理、家畜直线体尺测量、家畜围度体尺测量3个方面,阐述了家畜体尺自动测量技术的一般流程、常见技术、研究现状及方法优劣。首先,数据采集与预处理是家畜体尺自动测量的重要步骤,包括家畜图像数据的采集、分析与处理,输出便于体尺测点定位的数据,为家畜直线与围度体尺测量奠定基础;其次,家畜直线体尺测量技术基于数字图像处理和计算机视觉等方法,提取直线体尺测点并计算体尺测量值,是目前家畜体尺自动测量领域的主要研究内容;最后,因家畜围度体尺测量难度较大,其测量方法也是近年来相关领域研究的难点,胸围、腹围等体尺参数是家畜体质量和肉产量的重要参考指标,围度体尺测量主要包括体尺测点定位、围度体尺曲线拟合与尺寸计算。该研究还探讨了目前家畜体尺自动测量领域存在的成本高、自动化程度低、实时性与普适性差等问题,展望了未来该领域发展趋势,以期为开展家畜体尺自动测量技术与方法研究提供参考。 展开更多

关键词 机器视觉 图像处理 家畜养殖 体尺测量 目标分割 无损监测

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基于激光扫描三维图像的树上苹果识别算法 被引量：11

15

作者 冯娟 刘刚 +3 位作者 司永胜 王圣伟 任雯 周薇 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第4期217-222,共6页

为消除不同光线和复杂背景的影响,提出了一种自动识别树上苹果的算法。使用激光视觉系统获取果树局部的三维图像,参考设定的场景知识对图像背景进行简化;采用基于平滑频率曲线的自动阈值检测方法实现图像的二值化;通过轮廓跟踪技术记录... 为消除不同光线和复杂背景的影响,提出了一种自动识别树上苹果的算法。使用激光视觉系统获取果树局部的三维图像,参考设定的场景知识对图像背景进行简化;采用基于平滑频率曲线的自动阈值检测方法实现图像的二值化;通过轮廓跟踪技术记录目标边界的走向,据此计算链码和与链码差,并根据两者在果树各部分的变化规律确立相应的准则,以提取苹果的轮廓像素点;利用随机圆环法获得果实的形状特征完成对苹果的识别。实验结果表明,该算法具有较好的实时性,当枝叶遮挡面积小于40%时,果实的正确识别率高于93.75%,且识别效果不受光照条件与果实表面颜色的影响。 展开更多

关键词 苹果 激光扫描 三维图像 识别

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基于CRV-YOLO的苹果中心花和边花识别方法 被引量：1

16

作者 司永胜 孔德浩 +2 位作者 王克俭 刘丽星 杨欣 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第2期278-286,共9页

苹果树疏花是果园生产管理中的重要环节。准确高效地识别苹果中心花和边花,是研发智能疏花机器人的前提。针对苹果疏花作业中的实际需求,提出了一种基于CRV-YOLO的苹果中心花和边花识别方法。本文基于YOLO v5s模型进行了如下改进:将C-Co... 苹果树疏花是果园生产管理中的重要环节。准确高效地识别苹果中心花和边花,是研发智能疏花机器人的前提。针对苹果疏花作业中的实际需求,提出了一种基于CRV-YOLO的苹果中心花和边花识别方法。本文基于YOLO v5s模型进行了如下改进:将C-CoTCSP结构融入Backbone,更好地学习上下文信息并提高了模型特征提取能力,提高了模型对外形相似和位置关系不明显的中心花和边花的检测性能。在Backbone中添加改进RFB结构,扩大特征提取感受野并对分支贡献度进行加权,更好地利用了不同尺度特征。采用VariFocal Loss损失函数,提高了模型对遮挡等场景下难识别样本检测能力。在3个品种1837幅图像数据集上进行了实验,结果表明,CRV-YOLO的精确率、召回率和平均精度均值分别为95.6%、92.9%和96.9%,与原模型相比,分别提高3.7、4.3、3.9个百分点,模型受光照变化和苹果品种影响较小。与Faster R-CNN、SSD、YOLOX、YOLO v7模型相比,CRV-YOLO的精确率、平均精度均值、模型内存占用量和复杂度性能最优,召回率接近最优。研究成果可为苹果智能疏花提供技术支持。 展开更多

关键词 苹果花识别 YOLO v5s 上下文信息 中心花 边花

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基于三维模型体积的奶牛体重预估

17

作者 冯凡 王克俭 司永胜 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第4期101-108,共8页

针对奶牛的体重预估精度和自动化程度较低的问题,本文以荷斯坦奶牛为研究对象,提出1种基于奶牛点云构建三维模型进行体重预估的方法。首先,利用Kinect相机提取奶牛的俯视与侧视点云。其次,通过计算头颈部与背部脊线的点云拟合直线夹角,... 针对奶牛的体重预估精度和自动化程度较低的问题,本文以荷斯坦奶牛为研究对象,提出1种基于奶牛点云构建三维模型进行体重预估的方法。首先,利用Kinect相机提取奶牛的俯视与侧视点云。其次,通过计算头颈部与背部脊线的点云拟合直线夹角,自动筛选出适宜三维重建的标准姿态点云。再次,利用缺失点云的相邻点云补全缺失区域后,提取配准特征点,利用特征点进行点云的配准。最后,基于背部脊线构建对称面实现点云镜像,完成奶牛点云三维重建,最终根据三维模型体积预估奶牛体重。通过对91头奶牛进行的体重预估实验分析,结果表明:体重预估绝对误差在-19.23~+20.04 kg之间,相对误差在-2.96%~+2.90%之间。本文方法实现了较精准的奶牛体重自动预估,可为奶牛精准养殖提供技术支持。 展开更多

关键词 奶牛 体重预估 点云 三维重建 KINECT

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基于改进YOLOv8-Seg的苹果单枝条花序疏除方法

18

作者 司永胜 孔德浩 +2 位作者 王克俭 刘丽星 杨欣 《农业工程学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第14期100-108,共9页

针对苹果疏花作业中无法自动识别枝干以及缺乏花序疏除方法,该研究提出了一种适用于现代果园的苹果树单枝条花序疏除方法。首先,对YOLOv8-Seg模型进行改进:在Backbone部分添加GCT(Gaussian context transformer)模块,通过引入全局上下... 针对苹果疏花作业中无法自动识别枝干以及缺乏花序疏除方法,该研究提出了一种适用于现代果园的苹果树单枝条花序疏除方法。首先,对YOLOv8-Seg模型进行改进:在Backbone部分添加GCT(Gaussian context transformer)模块,通过引入全局上下文信息和调整通道的重要性,提高模型对遮挡目标的分割性能;在对应3个检测头的Neck部分的C2f模块内部增加EMA(efficient multi-scale attention)机制,通过并行子网结构和跨空间信息聚合更好地关注多尺度特征。其次,使用改进YOLOv8-Seg模型对单枝条中的花苞、花序、开放花朵和花枝四类目标进行实例分割。最后,基于分割结果应用多项式拟合曲线表征花枝,并计算花序间距离实现花序疏除。结果表明,改进的YOLOv8s-Seg模型在自建数据集mask水平的精确率、召回率和mAP分别达到了89.9%、89.5%和91%,比原模型分别提升了6.5、4.1和5.8个百分点。与主流分割模型Mask R-CNN,YOLACT,SOLOv2进行对比,mask水平的mAP分别高出10.8、12.3和9.1个百分点。花序疏除决策结果与人工决策结果对比误差不超过10%。该方法可应用于单枝条水平上的花序疏除任务,为苹果智能疏花提供技术支持。 展开更多

关键词 图像处理 模型 苹果疏花 深度学习 实例分割 YOLOv8-Seg 花序疏除

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基于3D CNN-BiLSTM-ATFA网络和步态特征的奶牛个体识别方法

19

作者 司永胜 宁泽普 +2 位作者 王克俭 马亚宾 袁明 《农业机械学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第7期315-324,共10页

针对基于花纹的奶牛个体识别中纯色或花纹较少的奶牛识别准确率较低的问题,本文提出一种基于步态特征的奶牛个体识别方法。首先,将DeepLabv3+语义分割算法的主干网络替换为MobileNetv2网络,并引入基于通道和空间的CBAM注意力机制,利用... 针对基于花纹的奶牛个体识别中纯色或花纹较少的奶牛识别准确率较低的问题,本文提出一种基于步态特征的奶牛个体识别方法。首先,将DeepLabv3+语义分割算法的主干网络替换为MobileNetv2网络,并引入基于通道和空间的CBAM注意力机制,利用改进后模型分割出奶牛的剪影图。然后,将三维卷积神经网络(3D CNN)和双向长短期记忆网络(BiLSTM)构建为3D CNN-BiLSTM网络,并进一步集成自适应时间特征聚合模块(ATFA)生成3D CNN-BiLSTM-ATFA奶牛个体识别模型。最后,在30头奶牛的共1242条视频数据集上进行了奶牛个体识别实验。结果表明,改进后DeepLabv3+算法的平均像素准确率、平均交并比、准确率分别为99.02%、97.18%和99.71%。采用r3d_18作为3D CNN-BiLSTM-ATFA的主干网络效果最优。基于步态的奶牛个体识别平均准确率、灵敏度和精确度分别为94.58%、93.47%和95.94%。奶牛躯干和腿部不同部位进行加权特征融合的个体识别实验表明识别准确率还可进一步提高。奶牛跛足对步态识别效果影响较为明显,实验期间由健康变为跛足和一直跛足的奶牛个体识别准确率分别为89.39%和92.61%。本文研究结果可为奶牛的智能化个体识别提供技术参考。 展开更多

关键词 奶牛 个体识别 步态特征 3D CNN BiLSTM

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基于MX Component的PC-PLC通讯设计 被引量：5

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作者 程晓鹏 刘园 +2 位作者 任素利 司永胜 王福顺 《福建电脑》 2014年第3期34-35,共2页

通过PC机的COM口,应用三菱MXComponent软件包实现PC-PLC的通讯,在VB6.0平台下通过添加ActEasyIF控件,编写了上位机监控系统,可使PC机通过通讯口直接对PLC的软设备进行读/写、强制置/复操作。

关键词 F940GOT PLC MX COMPONENT VB 串行通信

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