基于卷积神经网络的果园运载平台行进路径自主检测方法研究

来源 :山东农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:liuyao891233
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
果园种植业在我国农业经济中占很大一部分,是我国地方实现脱贫致富的重要产业支柱。近年来,随着信息技术的发展,农业正朝着信息化与智能化方向前进。而我国果园的机械智能化水平还较低,大部分地区的水果种植业生产仍是通过传统经验来实现园间作业,果园生产中套袋、施肥、剪枝、喷药、采摘等环节劳动强度较大,多种果园机械在不同时令执行不同的任务,设备利用率非常低,适配难度较大。推广适合此类作业的机械智能化装备势在必行,通过公共运载平台搭载不同作业环节的机械将大大解放劳动力,提高生产效率,降低经济成本。本文提出了基于卷积神经网络的果园运载平台行进路径自主检测方法研究,通过目标识别模型进行树干与障碍物检测,根据两侧树干位置得到坐标信息完成运载平台行进路径自主检测研究。本文研究的主要内容及结论如下:(1)以果园为研究对象,根据果园的半结构化环境特点,确定果园运载平台路径自主检测方法的设计方案。首先采集不同季节和不同光照条件下的果园图像样本,更好的模拟不同时令的果园作业环境,构建标准数据集,利用改进的YOLOv5s网络训练得到目标识别模型。该模型的内存大小为13.99 MB,识别速度为33 ms,通过测试集测试该模型的精确率以及稳定性,得到模型的平均精确率为95.2%。该模型通过试验说明适合在半结构化果园环境中应用。(2)采用训练好的目标识别模型与运载平台结合,实现路径检测。果园运载平台在果园行进时,改进的YOLOv5s目标识别模型实时检测,将目标框的实时坐标打印出来,得到识别框的位置信息,通过最小二乘法将识别框质心坐标点拟合,得到路径的下一目标点。运载平台试验结果表明,运载平台以0.7m/s的运行速度前进,可在目标识别的同时进行路经检测,能够为果园提供应用于实际环境的路径检测方法。(3)基于上位机绘制路径地图,得到像素路径信息。将A*算法规划的像素路径信息地图通过上位机界面显示,计算的结果表明,行进路线在避开障碍物的同时找到了最短路径。通过像素路径坐标与世界路径坐标转换得到实际的路径坐标,为果园运载平台的行进路径自主检测提供了支持。
其他文献
随着我国奶牛养殖业的发展,牧场中普遍开始使用全混合日粮饲喂技术,该技术可以提高饲料利用率,增加奶牛对干物质的采食量,维持奶牛瘤胃中环境的稳定性,增强奶牛营养均衡性,提高奶牛单产量。全混合日粮技术的关键是需要用到全混合日粮制备机,目前国内市场中存在的制备机形式较为单一,在奶牛饲喂过程中需要取料机、撒料机、装载机等多种机械与全混合日粮制备机相互配合,导致效率低、成本高、劳动量大,阻碍了国内养殖业的进一
学位
本文针对我国牛羊养殖业不断向现代化、规模化发展,对高效率饲草粉碎机的需求逐渐增大的问题,设计了一种旋筒供料锤式饲草粉碎机,该机采用旋筒供料的填料方式,减轻劳动强度,节省人工成本,提高生产效率。本文主要研究内容和结论如下:(1)根据实际生产需求,对旋筒供料饲草粉碎机的整机结构和工作原理进行了设计,对其关键部件选型和参数选择进行了理论计算。选用直刀型锤片和凹面型圆孔筛,确定最低粉碎转速为1204 r/
学位
卡夫卡的短篇小说《变形记》为我们塑造了一个重要的文学形象——“异化的人”格里高尔,突出表现了发达工业社会中人的异化问题,主要包括人本身的形态和属性的异化以及人与人之间人际关系的异化。传统的观念认为人的异化是由于资本主义社会中高度发展的分工对“格里高尔”们的压抑、剥削导致的。并且“格里高尔”们对异化的反抗往往以悲惨的结局告终。但不得不提的是,分工只是劳动发展到一定时期的产物,并不是导致人的异化产生的
期刊
[目的 /意义]探究知识创新扩散路径下的隐性知识扩散和转移行为,据此构建蕴含专家学者隐性知识的知识地图,对推动知识共享与创新至关重要。[方法 /过程]首先从科学知识图谱与知识地图融合的角度明确创新扩散驱动的隐性知识地图构建原理,在此基础上建构隐性知识地图构建流程模型,并以微电子领域为例,围绕主题、学科、机构、地区4个维度内的创新扩散路径,衍生出隐性知识载体的内在关联,借助可视化方式构建隐性知识地图
期刊
循环球式变传动比(简称“变比”)转向器可以有效缓解转向灵敏性和轻便性之间的矛盾,其可通过齿条与变比变厚齿扇啮合传动实现变比,从而满足车辆“低速灵敏,高速稳重”的变比转向需求。然而,变比变厚齿扇作为循环球式变比转向器的关键部件,其复杂的齿面几何导致其存在设计难度大、研发效率低的问题。为了精确快速地实现变比变厚齿扇的设计,本文基于齿轮啮合原理,提出面向循环球式变比转向器变比变厚齿扇的数值解析设计方法,
学位
设施农业具有湿度大、复种指数高等特点,病虫害多发严重,往往需要进行高频次施药,传统人工喷施容易造成药物中毒、农药残留、环境污染等一系列问题,机械化、智能化、精准化成为现代设施植保的主要发展方向。为实现“减量增效”的植保目标,本文面向设施内空间狭小的作业环境,基于四轮独立驱动/转向(4WID/4WIS)的底盘结构,设计研制灵活移动的自走式静电喷雾机,开发喷雾机自主行走和静电喷雾协调控制软硬件系统,一
学位
小麦作为世界第二大粮食作物,在我国具有重要地位。随着我国内部环境和外部环境的复杂变化,粮食安全重要性愈发凸显,所以要注重小麦的种植与收获,在育良种的同时降低收获损失。虽然近些年来科技不断进步,我国对小麦收获机的研究有了较大进展,但是与国外大马力、宽割幅、高度智能化的小麦联合收获机相比还具有较大差距。国内小麦收获机的智能化程度较低,严重制约了小麦产业的发展。小麦收获机的智能化、机械化程度迫切需要提高
学位
大蒜地膜覆盖种植可有效提高产量与品质,及时破膜放苗既可防止因外部环境温度过高而灼伤幼苗,又可减小薄膜开口面积利于保温保湿。针对人工破膜效率低、劳动强度大以及拖链式破膜不能实现完全破膜的问题,提出利用Delta机械臂高效、快速的特点以及发热圈烫破薄膜的破膜方法,对拖链式初次破膜之后仍未破膜的蒜芽进行二次破膜。本研究研制了一种基于Delta机械臂的大蒜幼苗破膜机,主要研究内容和结论如下:(1)整机总体
学位
病虫害防治是玉米生产的关键环节之一,是保证玉米高产、高质,实现农业经济可持续发展的基础。玉米生长中后期植株冠层茂密,田间易形成密闭的环境。在传统的施药方式下,药液难以穿透冠层对顶部以下的部位进行作用,无法满足玉米病虫害防治要求。本文针对玉米生长中后期施药难、药液沉积效果差等现状,研究设计了高地隙喷雾机辅助施药装置,解决田间施药过程中药液在冠层间穿透性差、沉积不均匀及农药浪费严重等问题。主要工作及研
学位
钾元素是苹果树生长发育过程中不可或缺的营养元素,在促势增产、增强抗性、提升果品、改善果实风味等方面有着重要作用。叶片钾含量与枝条、嫩梢中的钾含量呈极显著的正相关,是反映树体营养状况最直接的器官。因此,基于叶片的营养分析和诊断,可作为苹果树营养分析诊断的依据。常见的农作物缺钾诊断方法有经验诊断法、化学测定法、光谱分析诊断法和图像处理分析诊断法。经验诊断具有一定主观性,容易导致人为误差。化学测定法结果
学位