采用改进YoloV4模型检测复杂环境下马铃薯

来源：农业工程学报杂志2021年第22期北京时间：

作者：张兆国,张振东,李加念,王海翼,李彦彬,李东昊,

摘要：为解决马铃薯联合收获机在作业过程中分级清选的问题，并在收获作业过程中实时监测评估收获状态，该研究提出一种在光照亮度变化大、土壤与薯块遮挡、机器振动以及尘土干扰等情况下对马玲薯进行识别检测并快速准确获取马铃薯数量以及损伤情况的机器学习模型。在卷积神经残差网络中引入轻量级注意力机制，改进YoloV4检测网络，并将YoloV4结构中的CSP-Darknet53网络替换为MobilenetV3网络，完成特征提取。试验结果表明，基于卷积神经网络的深度学习方法相比于传统Open-CV识别提高了马铃薯识别精度，相比于其他传统机器学习模型，MobilenetV3-YoloV4识别速度更快，马铃薯识别的全类平均准确率达到91.4%，在嵌入式设备上的传输速度为23.01帧/s，模型鲁棒性强，能够在各种环境下完成对正常马铃薯和机械损伤马铃薯的目标检测，可为马铃薯联合收获机智能清选以及智能收获提供技术支撑。

关键词：机器视觉, 目标检测, 深度学习, 马铃薯, YoloV4, MobilenetV3