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茶叶所在中科院一区期刊《Comput Electron Agr》上发文报道了平阴玫瑰花智能识别与采摘技术装备方面的研究进展

近日,茶叶所在“Computers and Electronics in Agriculture” (中科院一区,IF=9.3) 上发表题为“MWG-YOLO: Multi-Path weighted guided YOLOv8 lightweight model for rose detection in field”的研究论文,提出一种面向非结构化种植环境的多路径加权引导轻量级模型,实现对田间玫瑰成熟度/开放度的高效精准识别,为智能化采摘作业提供了技术支撑。

田间玫瑰的智能采摘面临诸多现实挑战:花朵间存在显著的尺度差异,且常伴有重叠和遮挡现象。这不仅加大了精准检测的难度,也导致传统算法难以同时保证识别的准确率与实时性。在实际的玫瑰采摘场景中,玫瑰花朵存在明显的尺度差异、花簇重叠及遮挡现象,影响田间玫瑰检测模型精度和时效性。为此本研究提出了一种基于多路径加权引导的YOLOv8轻量级玫瑰花检测模型(MWG-YOLO)。

MWG-YOL模型核心创新:多路径加权引导特征金字塔(MWG-FPN):替代传统Concat拼接层,通过多层次特征融合,有效提升对复杂形态玫瑰的特征表达能力。多路径加权坐标注意力机制(MWCA):作为特征提取模块,提升模型对目标细节的捕捉能力;稀疏正则化模型剪枝:剔除冗余通道,显著降低模型复杂度与体积;通道蒸馏策略(CWD):在剪枝后恢复模型精度,保持推理速度与模型尺寸的平衡;贝叶斯优化超参数调优:进一步提升蒸馏效果,挖掘模型潜力。

实验测试表明,MWG-YOLO模型的mAP、F1达92.3%与87%,模型参数量及浮点运算量仅为8.86M与13.3,检测速度在低算力的边缘计算平台Jetson上仍达44.2FPS,展现出良好的实时性与部署能力。本研究攻克了非结构化种植园内玫瑰花精准识别与部署难题,为玫瑰智能采摘装备研发提供了理论基础。

茶叶所董春旺研究员、陈之威博士为通讯作者,联培研究生彭伟杰为第一作者。研究得到济南农业科技重点项目(GG202415)、院创新工程重大项目(CXGC2025A02)和山东省现代农业工业技术体系(SDAIT19)的资助。

文章链接:https://doi.org/10.1016/j.compag.2025.111384

(撰写:陈之威 核稿:董春旺)

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