基于卷积神经网络的烟苗井窖位置检测研究
发布时间：2022-02-22 12:29
烟草是我国重要的经济作物,烟草行业的发展,促进国家财政收入,促进相关工业的发展,有利于提高烟农的收入,是利国利民的重要经济产业。从烟苗开始,对烟草种植的整个过程进行严格把关,方能收获高产量、品质好的烟叶。根据烟草的生长发育规律,从苗床期到大田期之间,需要经历还苗期,这是烟草从移栽到最终成活的关键时期,也是生长环境从温室大棚到复杂的大田环境的过渡期。烟苗井窖式移栽技术为烟株的大田移栽过程中创造良好的生长环境,促进烟苗根系的发育,有效缩短还苗期,使烟苗的茁壮成长,有利于提高烤烟的产质量。目前,烟苗井窖式移栽过程的投苗环节,主要依靠人工作业,机械化程度低。烟苗井窖位置的检测是实现机械化投苗的关键,本文针对烟苗井窖位置检测开展研究。本文通过制作烟苗井窖图像数据集作为目标检测算法模型的基础数据,结合烟苗井窖数据图像特征,分析目标检测任务的卷积神经网络模型,选定以YOLO模型为井窖目标检测算法程序的核心算法,结合迁移学习理论及反向传播算法、批规范化处理的方法在训练模型的过程中优化模型。对模型关键参数IOU Pred Truth和Con（object）,以及网络输入端的图像大小优化,进行正交试验,并...
【文章来源】：西南大学重庆市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 烟苗生长发育过程
1.2 烟苗井窖式移栽技术
1.3 国内外移栽机研究现状
1.3.1 国外移栽机研究现状
1.3.2 国内移栽机研究现状
1.3.3 发展趋势
1.4 目标检测的研究现状
第2章 绪论
2.1 研究背景及意义
2.2 研究方法及内容
第3章 烟苗井窖图像数据集制作
3.1 烟苗井窖图像获取及特征分析
3.1.1 图像获取
3.1.2 数据特征分析
3.2 数据增广
3.3 烟苗井窖图像的标注
第4章 基于卷积神经网络的目标检测算法
4.1 卷积神经网络基本结构分析
4.2 目标检测算法对比分析
第5章 烟苗井窖的位置检测模型设计
5.1 烟苗井窖的检测过程
5.1.1 边界框预测
5.1.2 非极大值抑制
5.1.3 检测算法的损失函数
5.2 模型的网络结构
5.3 模型的优化
5.3.1 迁移学习
5.3.2 反向传播算法
5.3.3 批规范化处理
5.4 训练模型
5.4.1 模型训练环境
5.4.2 模型训练过程及结果分析
5.5 关键参数的设定
第6章 摄像头标定
6.1 摄像机模型及坐标系间的转换
6.2 摄像头内外参矩阵及畸变系数求解
第7章 试验与分析
7.1 试验条件
7.2 试验结果及分析
第8章 结论与建议
8.1 结论
8.2 建议
参考文献
致谢
发表论文及参与课题一览表
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔬菜穴盘苗自动补苗试验台穴孔定位与缺苗检测系统[J]. 王永维,肖玺泽,梁喜凤,王俊,武传宇,徐健康. 农业工程学报. 2018(12)
[2]机器视觉技术在现代农业装备领域的应用进展[J]. 周航,杜志龙,武占元,宋程,郭楠,林亚玲. 中国农机化学报. 2017(11)
[3]井窖式移栽不同移栽期与苗龄对烤烟产质量的影响[J]. 彭耀东,胡毅翀,张正杨,徐庆凯,申昌优,肖先仪,钟秋瓒. 广东农业科学. 2017(02)
[4]不同移栽方式对烤烟产质量的影响[J]. 王峥嵘,刘毅,彭耀东,申昌优,杨庆根,胡毅翀,徐庆凯,钟秋瓒,肖先仪,李祖莹,刘小平. 江西农业学报. 2015(11)
[5]井窖式移栽烟田温湿度对烟株前期生长发育的影响[J]. 邱雪柏,高维常,陈伟,梁贵林,涂永高. 烟草科技. 2015(07)
[6]旱地移栽机械发展现状与趋势[J]. 崔巍,颜华,高希文,陈科. 农业工程. 2015(02)
[7]不同移栽方式对烤烟生长发育及产值的影响[J]. 邱雪柏,陈伟,陈懿,梁贵林,高维常. 江苏农业科学. 2014(11)
[8]不同移栽方式对烤烟生长及产质量的影响[J]. 王定斌,吴才源,杨如松,张继,潘和平,薛小平. 现代农业科技. 2014(17)
[9]迁移学习研究进展[J]. 庄福振,罗平,何清,史忠植. 软件学报. 2015(01)
[10]利用单目视觉获取钵苗移栽适合度信息的方法[J]. 杨振宇,张文强,李伟,陈英,宋鹏. 农业工程学报. 2014(03)
博士论文
[1]基于机器视觉的免耕播种机对行避茬技术研究[D]. 陈婉芝.中国农业大学 2018
[2]基于迁移学习与深度卷积特征的图像标注方法研究[D]. 宋光慧.浙江大学 2017
[3]基于机器视觉的钵苗分选移栽信息获取关键技术研究[D]. 杨振宇.中国农业大学 2014
[4]不平衡数据学习的研究[D]. 李军.吉林大学 2011
硕士论文
[1]基于深度卷积神经网络的目标检测算法研究[D]. 黄莉芝.西南交通大学 2018
[2]不平衡学习中的重采样方法研究[D]. 周建伟.南京理工大学 2018
[3]基于卷积神经网络的图像识别方法研究[D]. 段萌.郑州大学 2017
[4]不同播种期和基质对烟苗素质及烟叶产质量的影响[D]. 吴丛锋.湖南农业大学 2016
[5]适应井窖式移栽的烟苗培育技术研究[D]. 牛建行.西南大学 2016
[6]针对类内不平衡样本分类方法的研究[D]. 石凤兴.哈尔滨工业大学 2016
[7]烤烟并窖式移栽的适宜深度和播栽期研究[D]. 张炜.湖南农业大学 2015
[8]基于均衡采样方法的数据不平衡问题研究[D]. 李想.大连理工大学 2014
[9]恩施烟区烟叶“井窖式移栽”优化及配套技术研究[D]. 向必坤.中国农业科学院 2014
[10]烤烟井窖式小苗移栽配套技术研究[D]. 杨剑.湖南农业大学 2013
本文编号：3639444
【文章来源】：西南大学重庆市211工程院校教育部直属院校
【文章页数】：83 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第1章 文献综述
1.1 烟苗生长发育过程
1.2 烟苗井窖式移栽技术
1.3 国内外移栽机研究现状
1.3.1 国外移栽机研究现状
1.3.2 国内移栽机研究现状
1.3.3 发展趋势
1.4 目标检测的研究现状
第2章 绪论
2.1 研究背景及意义
2.2 研究方法及内容
第3章 烟苗井窖图像数据集制作
3.1 烟苗井窖图像获取及特征分析
3.1.1 图像获取
3.1.2 数据特征分析
3.2 数据增广
3.3 烟苗井窖图像的标注
第4章 基于卷积神经网络的目标检测算法
4.1 卷积神经网络基本结构分析
4.2 目标检测算法对比分析
第5章 烟苗井窖的位置检测模型设计
5.1 烟苗井窖的检测过程
5.1.1 边界框预测
5.1.2 非极大值抑制
5.1.3 检测算法的损失函数
5.2 模型的网络结构
5.3 模型的优化
5.3.1 迁移学习
5.3.2 反向传播算法
5.3.3 批规范化处理
5.4 训练模型
5.4.1 模型训练环境
5.4.2 模型训练过程及结果分析
5.5 关键参数的设定
第6章 摄像头标定
6.1 摄像机模型及坐标系间的转换
6.2 摄像头内外参矩阵及畸变系数求解
第7章 试验与分析
7.1 试验条件
7.2 试验结果及分析
第8章 结论与建议
8.1 结论
8.2 建议
参考文献
致谢
发表论文及参与课题一览表
【参考文献】：
期刊论文
[1]蔬菜穴盘苗自动补苗试验台穴孔定位与缺苗检测系统[J]. 王永维,肖玺泽,梁喜凤,王俊,武传宇,徐健康. 农业工程学报. 2018(12)
[2]机器视觉技术在现代农业装备领域的应用进展[J]. 周航,杜志龙,武占元,宋程,郭楠,林亚玲. 中国农机化学报. 2017(11)
[3]井窖式移栽不同移栽期与苗龄对烤烟产质量的影响[J]. 彭耀东,胡毅翀,张正杨,徐庆凯,申昌优,肖先仪,钟秋瓒. 广东农业科学. 2017(02)
[4]不同移栽方式对烤烟产质量的影响[J]. 王峥嵘,刘毅,彭耀东,申昌优,杨庆根,胡毅翀,徐庆凯,钟秋瓒,肖先仪,李祖莹,刘小平. 江西农业学报. 2015(11)
[5]井窖式移栽烟田温湿度对烟株前期生长发育的影响[J]. 邱雪柏,高维常,陈伟,梁贵林,涂永高. 烟草科技. 2015(07)
[6]旱地移栽机械发展现状与趋势[J]. 崔巍,颜华,高希文,陈科. 农业工程. 2015(02)
[7]不同移栽方式对烤烟生长发育及产值的影响[J]. 邱雪柏,陈伟,陈懿,梁贵林,高维常. 江苏农业科学. 2014(11)
[8]不同移栽方式对烤烟生长及产质量的影响[J]. 王定斌,吴才源,杨如松,张继,潘和平,薛小平. 现代农业科技. 2014(17)
[9]迁移学习研究进展[J]. 庄福振,罗平,何清,史忠植. 软件学报. 2015(01)
[10]利用单目视觉获取钵苗移栽适合度信息的方法[J]. 杨振宇,张文强,李伟,陈英,宋鹏. 农业工程学报. 2014(03)
博士论文
[1]基于机器视觉的免耕播种机对行避茬技术研究[D]. 陈婉芝.中国农业大学 2018
[2]基于迁移学习与深度卷积特征的图像标注方法研究[D]. 宋光慧.浙江大学 2017
[3]基于机器视觉的钵苗分选移栽信息获取关键技术研究[D]. 杨振宇.中国农业大学 2014
[4]不平衡数据学习的研究[D]. 李军.吉林大学 2011
硕士论文
[1]基于深度卷积神经网络的目标检测算法研究[D]. 黄莉芝.西南交通大学 2018
[2]不平衡学习中的重采样方法研究[D]. 周建伟.南京理工大学 2018
[3]基于卷积神经网络的图像识别方法研究[D]. 段萌.郑州大学 2017
[4]不同播种期和基质对烟苗素质及烟叶产质量的影响[D]. 吴丛锋.湖南农业大学 2016
[5]适应井窖式移栽的烟苗培育技术研究[D]. 牛建行.西南大学 2016
[6]针对类内不平衡样本分类方法的研究[D]. 石凤兴.哈尔滨工业大学 2016
[7]烤烟并窖式移栽的适宜深度和播栽期研究[D]. 张炜.湖南农业大学 2015
[8]基于均衡采样方法的数据不平衡问题研究[D]. 李想.大连理工大学 2014
[9]恩施烟区烟叶“井窖式移栽”优化及配套技术研究[D]. 向必坤.中国农业科学院 2014
[10]烤烟井窖式小苗移栽配套技术研究[D]. 杨剑.湖南农业大学 2013
本文编号：3639444
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