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基于改进YOLO v4的轻量级苹果实时检测方法

文献类型:期刊论文

作者王卓2,3; 王健1,3; 王枭雄1,3; 时佳2,3; 白晓平2,3; 赵泳嘉2,3
刊名农业机械学报
出版日期2022
页码1-9
关键词采摘机器人 苹果检测 YOLOv4 轻量化 注意力机制 迁移学习
ISSN号1000-1298
其他题名Lightweight Real-time Apple Detection Method Based on Improved YOLO v4
产权排序1
英文摘要

针对苹果采摘机器人识别算法包含复杂的网络结构和庞大的参数体量,严重限制检测模型的响应速度问题,本文基于嵌入式平台,以YOLO v4作为基础框架提出一种轻量化苹果实时检测方法(YOLO v4-CA)。该方法使用MobileNet v3作为特征提取网络,并在特征融合网络中引入深度可分离卷积,降低网络计算复杂度;同时,为弥补模型简化带来的精度损失,在网络关键位置引入坐标注意力机制,强化目标关注以提高密集目标检测以及抗背景干扰能力。在此基础上,针对苹果数据集样本量小的问题,提出一种跨域迁移与域内迁移相结合的学习策略,提高模型泛化能力。试验结果表明,改进后模型的平均检测精度为92.23%,在嵌入式平台上的检测速度为15.11f/s,约为改进前模型的3倍。相较于SSD与Faster R-CNN,平均检测精度分别提高0.91、2.02个百分点,在嵌入式平台上的检测速度分别约为SSD和Faster R-CNN的1.75倍和12倍;相较于两种轻量级目标检测算法DY3TNet与YOLO v5s,平均检测精度分别提高7.33、7.73个百分点。因此,改进后的模型能够高效实时地对复杂果园环境中的苹果进行检测,适宜在嵌入式系统上部署,可以为苹果采摘机器人的识别系统提供新的解决思路。

语种中文
资助机构国家重点研发计划项目(2020YFB1709603)
源URL[http://ir.sia.cn/handle/173321/30981]  
专题沈阳自动化研究所_数字工厂研究室
通讯作者时佳
作者单位1.中国科学院大学计算机科学与技术学院
2.中国科学院机器人与智能制造创新研究院
3.中国科学院沈阳自动化研究所
推荐引用方式
GB/T 7714
王卓,王健,王枭雄,等. 基于改进YOLO v4的轻量级苹果实时检测方法[J]. 农业机械学报,2022:1-9.
APA 王卓,王健,王枭雄,时佳,白晓平,&赵泳嘉.(2022).基于改进YOLO v4的轻量级苹果实时检测方法.农业机械学报,1-9.
MLA 王卓,et al."基于改进YOLO v4的轻量级苹果实时检测方法".农业机械学报 (2022):1-9.

入库方式: OAI收割

来源:沈阳自动化研究所

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