基于改进YOLOv5s的核桃树干共振频率检测方法

来源：中国农机化学报杂志2025年第7期北京时间：

作者：段春旭, 许燕, , 周建平, , 秦春雨, 张惠琪, 代桂鑫

单位：（1. 新疆大学机械工程学院，乌鲁木齐市，830047；2. 新疆维吾尔自治区农牧机器人及智能装备工程研究中心，乌鲁木齐市，830047）

摘要：为提高核桃摇振采收设备在果园环境中的工作效率，提出一种非接触式核桃树干共振频率检测方法。为高效精准获取核桃树干上特征点在各激振频率下的运动信息，通过改进YOLOv5网络模型来实现在果园环境中轻量化集成的目标，并开展消融实验和不同模型对比实验验证改进策略的可行性。改进后的YOLOv5s模型平均精度mAP提高2.09%，模型参数量降低72.4%，单幅图像平均检测速度可达9.2 ms。将高帧相机搭载在核桃振动设备上，在两棵样本树上开展田间核桃树干共振频率检测试验，与位移传感器测得的树干振动数据进行定量分析。田间试验结果表明，与传感器检测方式相比，所提出的非接触式检测方法更加省时省力，两棵样本树激振频率范围在10~25 Hz的均值误差分别为0.434 mm、0.245 mm。

关键词：核桃,树干,摇振采收,非接触式检测,共振频率,YOLOv5s

基金资助：新疆农机研发制造推广应用一体化项目（YTHSD2022—20）；天山创新团队计划项目“机器人及智能装备技术科技创新团队”（2022D14002）；新疆维吾尔自治区天山英才——科技创新领军人才项目（2022TSYCLJ0044）