基于实例分割的休眠期枣树修剪枝参数提取方法

来源：中国农机化学报杂志2024年第10期北京时间：

作者：马保建, 陈棒棒, 李学志, 蒋焕煜

单位：(1. 新疆理工学院机电工程学院，新疆阿克苏，843100；2. 浙江省农业智能装备与机器人重点实验室，杭州市，310058)

摘要：为实现休眠期枣树选择性修剪，针对自动化剪枝过程中枣树枝干识别与参数提取困难的问题，提出一种基于实例分割神经网络的枝干识别与参数自动提取的方法。首先，通过前期搭建的视觉系统获取2个角度下的点云，并基于骨架点重建完整的枣树点云，利用CloudCompare V 2.11软件对枣树三维点云进行手工标注，构建带语义信息的枣树点云数据集，将标注完的376棵枣树，按照8∶2的比例分为训练集和验证集；其次，结合JSNet实例分割网络对枣树点云进行分割，同时对比分析不同自然环境对实例分割精度的影响；最后，提出枣树修剪枝直径和长度参数自动提取的方法。试验结果表明：休眠期枣树主干的分割精度为96%，而修剪枝的分割精度为77%，并且不同自然环境对分割精度影响较小。枣树修剪枝的直径拟合值与实际测量值误差范围在2 mm以内，且其长度拟合值与实际值的误差范围在1 cm以内，为后续准确确定枣树剪枝点的位置提供数据依据。

关键词：休眠期枣树,实例分割,深度学习,三维点云,修剪枝

基金资助：新疆维吾尔自治区自然科学基金(2022D01C357)