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采用改进Unet网络的茶园导航路径识别方法
被引量：
13
1
作者
赵岩
张人天
+2 位作者
董春旺
刘中原
李杨
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第19期162-171,共10页
针对目前在茶园垄间导航路径识别存在准确性不高、实时性差和模型解释困难等问题,该研究在Unet模型的基础上进行优化,提出融合Unet和ResNet模型优势的Unet-ResNet34模型,并以该模型所提取的导航路径为基础,生成路径中点,通过多段三次B...
针对目前在茶园垄间导航路径识别存在准确性不高、实时性差和模型解释困难等问题,该研究在Unet模型的基础上进行优化,提出融合Unet和ResNet模型优势的Unet-ResNet34模型,并以该模型所提取的导航路径为基础,生成路径中点,通过多段三次B样条曲线法拟合中点生成茶园垄间导航线。该研究在数据增强后的茶园垄间道路训练集中完成模型训练,将训练完成的模型在验证集进行导航路径识别,根据梯度加权类激活映射法解释模型识别过程,可视化对比不同模型识别结果。Unet-ResNet34模型在不同光照和杂草条件下导航路径分割精度指标平均交并比为91.89%,能够实现茶园垄间道路像素级分割。模型处理RGB图像的推理速度为36.8帧/s,满足导航路径分割的实时性需求。经过导航线偏差试验可知,平均像素偏差为8.2像素,平均距离偏差为0.022 m,已知茶园垄间道路平均宽度为1 m,道路平均距离偏差占比2.2%。茶园履带车行驶速度在0~1 m/s之间,单幅茶垄图像平均处理时间为0.179 s。研究结果能够为茶园视觉导航设备提供技术和理论基础。
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关键词
导航
深度学习
茶园可视化
路径识别
语义分割
样条曲线拟合
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题名
采用改进Unet网络的茶园导航路径识别方法
被引量：
13
1
作者
赵岩
张人天
董春旺
刘中原
李杨
机构
石河子大学机械电气工程学院
中国农业科学院茶叶研究所
农业农村部西北农业装备重点实验室
出处
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022年第19期162-171,共10页
基金
浙江省“尖兵”研发攻关计划(2022C02010)
中央级院所基本科研业务费专项(1610212021004,1610212022004)。
文摘
针对目前在茶园垄间导航路径识别存在准确性不高、实时性差和模型解释困难等问题,该研究在Unet模型的基础上进行优化,提出融合Unet和ResNet模型优势的Unet-ResNet34模型,并以该模型所提取的导航路径为基础,生成路径中点,通过多段三次B样条曲线法拟合中点生成茶园垄间导航线。该研究在数据增强后的茶园垄间道路训练集中完成模型训练,将训练完成的模型在验证集进行导航路径识别,根据梯度加权类激活映射法解释模型识别过程,可视化对比不同模型识别结果。Unet-ResNet34模型在不同光照和杂草条件下导航路径分割精度指标平均交并比为91.89%,能够实现茶园垄间道路像素级分割。模型处理RGB图像的推理速度为36.8帧/s,满足导航路径分割的实时性需求。经过导航线偏差试验可知,平均像素偏差为8.2像素,平均距离偏差为0.022 m,已知茶园垄间道路平均宽度为1 m,道路平均距离偏差占比2.2%。茶园履带车行驶速度在0~1 m/s之间,单幅茶垄图像平均处理时间为0.179 s。研究结果能够为茶园视觉导航设备提供技术和理论基础。
关键词
导航
深度学习
茶园可视化
路径识别
语义分割
样条曲线拟合
Keywords
navigation
deep learning
visualization of tea garden
path recognition
semantic segmentation
spline curve fitting
分类号
S24 [农业科学—农业电气化与自动化]
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职称材料
题名
作者
出处
发文年
被引量
操作
1
采用改进Unet网络的茶园导航路径识别方法
赵岩
张人天
董春旺
刘中原
李杨
《农业工程学报》
EI
CAS
CSCD
北大核心
2022
13
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