【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及數據采集，具體涉及基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數設備及方法。
技術介紹
1、隨著現代農業技術的發展，農業生產需要更加精準的管理和控制手段。傳統的農業生產方式往往只是根據生產人員的經驗和感覺來進行種植和管理，難以實現高效、精準的生產?，F代農業生產通過信息化技術的手段，可以精準地掌握各種農作物的生長狀態、作物表型信息、抗病蟲害情況等信息，為育種和智慧化種植提供有力的數據支撐；
2、獲取單株作物圖像是實現高通量表型信息采集的前提，目前大多數裝置針對低矮作物研制，用于芝麻等高稈作物時會出現采集區域難以覆蓋作物全株的問題，若采用遠距離拍攝雖然能覆蓋作物全株，但是導致小目標難以識別(造成計數精度下降)；
3、另外，由于蒴果之間的相互遮擋進一步增大了作物蒴果計數的檢測精度；
4、鑒于以上，本申請提供基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數設備及方法用于解決上述問題。
技術實現思路
1、針對上述情況，為克服現有技術之缺陷，本專利技術提供基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數設備及方法，通過多攝像頭分段拍攝，對分段視頻進行拼接融合獲取高稈作物的360°旋轉單株視頻圖像，改進現有的yolov7算法，實現對芝麻單株旋轉視頻的蒴果檢測和跟蹤，從而實現單株蒴果計數的智能化。
2、基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，包括數據集的建立：利用視頻采集設備獲取不同階段下的芝麻單株圖像和蒴果特征圖像；>
3、構建基于雙層路由注意力機制的芝麻蒴果檢測網絡：在yolov7模型檢測頭網絡中的sppcspc模塊輸出通道后添加雙層路由注意力機制模塊，利用稀疏性操作跳過最不相關區域；
4、利用數據集對yolov7模型訓練：在模型訓練過程中，采用對不同尺度目標不敏感的nwd指標設計損失函數lnwd，替換yolov7模型中的ciou損失函數提升模型對互相遮擋蒴果目標的檢測性能，所述lnwd損失函數公式表達為：
5、lnwd＝1－nwd(np,ng)
6、其中，np為預測框p的高斯分布模型，ng為gt框g的高斯分布模型。
7、上述技術方案有益效果在于：
8、(1)改進了現有的表型設備的采集方法，通過多攝像頭分段拍攝待測樣品，保證了視頻的質量，有效降低了拍攝距離；
9、(2)采集區域設置了錨定位置的標記點，滿足不同高度芝麻的視頻圖像采集；
10、(3)使用可控led光源，可以模擬多種色溫、光強、角度的光照，實現對不同光照條件下，作物表型(顏色、光譜吸收度等)指標的精確采集；
11、(4)改進yolov7算法，將對芝麻單株蒴果的檢測精確率提高到95.60％，跟蹤計數結果滿足生產對考種精度的需求；
12、(5)基于視頻數據實現芝麻單株蒴果數計數，實現計數的智能化，改變傳統的人工統計方式。
本文檔來自技高網...【技術保護點】
1.基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，包括數據集的建立：利用視頻采集設備獲取不同階段下的芝麻單株圖像和蒴果特征圖像；
2.根據權利要求1所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，所述雙層路由注意力機制模塊將特征圖劃分為S×S個非重疊區域，得到注意力機制的三個核心：查詢、鍵和值；
3.基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，采用權利要求1-2中所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，包括設備框架，所述設備框架內設有樣品放置臺，所述樣品放置臺上設有光學組件；
4.根據權利要求3所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述樣品放置臺包括轉動安裝于設備框架頂壁的頂部旋轉盤以及固定安裝于設備框架底壁且與頂部旋轉盤同軸心設置的底部盤；
5.根據權利要求3所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述光學組件包括設于底部盤上的底部LED可控光源、水平LED可控光源。
6.根據權利要求5所述的基于雙層路由
7.根據權利要求5所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述水平LED可控光源安裝在底部盤的邊緣且沿豎向延伸設置；
8.根據權利要求3所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述拍攝組件包括設于設備框架遠離背景板一側的滑桿，所述滑桿上滑動安裝有若干滑臺；
9.根據權利要求3所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述背景板位于相鄰兩所述攝像頭拍攝區域交界處設有錨定標記點。
10.根據權利要求8所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述定位組件包括與滑臺螺紋配合安裝的螺桿，所述設備框架側壁上設有用于螺桿穿過的穿槽且螺桿直徑較大一端穿過穿槽后抵接于設備框架壁上。
...【技術特征摘要】
1.基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，包括數據集的建立：利用視頻采集設備獲取不同階段下的芝麻單株圖像和蒴果特征圖像；
2.根據權利要求1所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，所述雙層路由注意力機制模塊將特征圖劃分為s×s個非重疊區域，得到注意力機制的三個核心：查詢、鍵和值；
3.基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，采用權利要求1-2中所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測計數方法，其特征在于，包括設備框架，所述設備框架內設有樣品放置臺，所述樣品放置臺上設有光學組件；
4.根據權利要求3所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述樣品放置臺包括轉動安裝于設備框架頂壁的頂部旋轉盤以及固定安裝于設備框架底壁且與頂部旋轉盤同軸心設置的底部盤；
5.根據權利要求3所述的基于雙層路由注意力機制的芝麻單株蒴果檢測設備，其特征在于，所述光學組件包括設于底部盤上...
【專利技術屬性】
技術研發人員：李國強，趙巧麗，張杰，王猛，張涵喬，張建濤，戎亞思，李琛昊，
申請(專利權)人：河南省農業科學院農業信息技術研究所，
類型：發明
國別省市：
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