本技术提供一种基于YOLO‑DR的柑橘果树冠层识别方法及系统,包括构建柑橘果树冠层数据集,构建并训练YOLO‑DR检测模型;将训练好的YOLO‑DR检测模型部署到ZCU104运算平台。本发明的YOLO‑DR检测模型具有轻量化,精确度高的优点,适合移植进入边缘计算平台;本发明的RFEM通过扩展卷积来充分利用特征映射中感受野的优势,增加了特征图的感受野,从而提高了多尺度目标检测的精度;同时通过DSConv降低了卷积核中的内存使用量,并提高了运算速度;本发明结合了ARM的运算能力和FPGA的并行处理能力,并且使用了DPU对YOLO‑DR检测模型进行了加速;在复杂果园环境中实现实时柑橘果树冠层识别。
背景技术
冠层是果树进行主要生理活动的重要场所,其反映了树木的生长活力以及林木空间属性,直接影响到果树的光合作用效率、果实品质以及整体产量,准确获取果树冠层信息还有助于监测树木长势、预防树木病虫害等。由此可见,柑橘果树冠层对于柑橘种植的重要性不容忽视。
近年来,随着深度学习技术的不断开发,基于深度学习的检测方法受到越来越多的关注,在农业领域得到了广泛的应用和研究。研究人员曾基于移动三维光探测与测距进行果树作物冠层制图、或通过冠层截光和透光来判断对果实的影响等,但这些方法相当复杂,且在采集实验图像时,距离和光照条件被严格限定,缺乏足够的场景灵活性,以至于无法直接迁移到柑橘园的实际应用中。
也有学者提出了深度学习的方法对果树冠层进行识别,但对于冠层识别的算法,虽然它们致力于提高识别精度,但这些算法模型往往受限于服务器端计算环境,且参数规模庞大,导致实时性能不佳。因此,它们难以直接部署到移动边缘设备,同样面临着无法有效应用于实际场景的问题。
实现思路