基于深度学习的草坪树木检测方法研究

来源：中国农机化学报杂志2021年第7期北京时间：

作者：王新彦;吕峰;易政洋;

单位：江苏科技大学机械工程学院;

摘要：基于深度学习的草坪树木检测是割草机器人智能化的前提和关键。目前缺乏公共的草坪树木数据集且现有的目标检测算法轻量化程度低,为解决在算力有限的割草机器人上实现草坪树木目标检测的难题,提出基于优化Tiny YOLOV4算法的草坪树木检测算法。首先,利用手机的拍照功能在草坪环境实地拍摄、制作两种草坪树木数据集;其次,在原Tiny YOLOV4算法基础之上,通过通道多尺度变换设计增强模块与轻量模块,结合多分辨率融合的方法,提出优化Tiny YOLOV4算法;通过训练优化后的算法模型实现割草机器人草坪树木的检测。试验结果表明:该优化Tiny YOLOV4算法对草坪环境下的树木特征检测的平均精度均值为80.59%,比Tiny YOLOV3和Tiny YOLOV4分别提高6.18%和0.61%。其中,树干的检测精度分别提高2.33%和0.22%,球状树木的检测精度分别提高10.04%和1.00%。模型大小为16.19 MB,轻量化程度分别提高51.10%和27.85%。

关键词：深度学习,计算机视觉,割草机器人,草坪环境,树木检测

基金资助：国家自然科学基金面上项目(51275223)