果树枝条识别与修剪点坐标确定方法

来源：湖北农业科学杂志2024年第8期北京时间：

作者：宋振帅1, 周艳2, 钟灵2, 仪杰1, 宋龙2, 何磊2

单位：1.江苏航空职业技术学院航空工程学院,江苏 镇江 212134; 2.新疆农垦科学院机械装备研究所,新疆 石河子 832000

摘要：为了实现休眠期果树的修剪识别问题,研究了基于语义分割的网络模型识别修剪枝条与确定修剪点坐标的方法。通过双目相机搭建了视觉系统获取果树的数据集,采用分别融入预训练权重与CBAM（注意力机制）的VGG16和RestNet-50作为U-Net主干特征提取网络的2种深度学习模型分割修剪枝条,同时获取其效果并进行对比。在获得的分割图像基础上采用骨架提取和修剪点聚类2种方法进行修剪点坐标的确定。结果表明,基于VGG16特征提取网络的U-Net模型识别结果较好,该模型在测试集的平均交并比（MIOU）、平均像素准确率（MPA）和训练时F分数分别为84.80%、91.83%和92.679%。分割出人工模拟果树的模型图像,采用修剪点聚类的方法,可以较快、实时地确定修剪点的二维坐标,为实现修剪作业奠定基础。

关键词：枝条识别,修剪点坐标,提取,预训练权重,CBAM（注意力机制）

基金资助：兵团重大科技项目（2021AA00503）; 国家重点研发计划项目（2017YFD07014）; 新疆兵团农业领域重点科技公关项目（2018AB016）; 江苏航空职业技术学院院级课题（JATC24010114）