華南農業大學彭紅星獲國家專利權
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龍圖騰網獲悉華南農業大學申請的專利一種基于改進YOLOv8的采摘機器人荔枝圖像檢測方法獲國家發明授權專利權,本發明授權專利權由國家知識產權局授予,授權公告號為:CN119540766B 。
龍圖騰網通過國家知識產權局官網在2025-09-09發布的發明授權授權公告中獲悉:該發明授權的專利申請號/專利號為:202411651010.1,技術領域涉及:G06V20/10;該發明授權一種基于改進YOLOv8的采摘機器人荔枝圖像檢測方法是由彭紅星;梁啟俊設計研發完成,并于2024-11-19向國家知識產權局提交的專利申請。
本一種基于改進YOLOv8的采摘機器人荔枝圖像檢測方法在說明書摘要公布了:本發明涉及自動化農業技術領域,具體為一種基于改進YOLOv8的采摘機器人荔枝圖像檢測方法,在荔枝果園中采集荔枝圖像數據,構建包含荔枝果實和采摘點標注信息的果園荔枝數據集;訓練通過iSE架構、GELAN模塊和RFAHead檢測頭模塊對YOLOv8?pose模型改進形成的YOLOv8?iGR模型,實現荔枝果實和采摘點的同步識別。本發明通過提出iSE架構,結合GELEN和RFAHead檢測頭模塊,對YOLOv8?pose模型進行改進形成YOLOv8?iGR模型,實現了荔枝果實與采摘點的同步識別,顯著提升了荔枝果實與采摘點的同步檢測精度和效率,從而解決了多步操作檢測速度慢、難以應對復雜多變環境的問題。
本發明授權一種基于改進YOLOv8的采摘機器人荔枝圖像檢測方法在權利要求書中公布了:1.一種基于改進YOLOv8的采摘機器人荔枝圖像檢測方法,其特征在于:包括以下步驟: S1、數據集采集及構建:在荔枝果園中,使用安裝在機械臂上的攝像頭采集荔枝圖像數據,構建包含荔枝果實和采摘點標注信息的果園荔枝數據集; S2、模型訓練:基于步驟S1中的果園荔枝數據集,訓練通過iSE架構、GELAN模塊和RFAHead檢測頭模塊對YOLOv8-pose模型改進形成的YOLOv8-iGR模型,實現荔枝果實和采摘點的同步識別; 所述iSE架構結合卷積神經網絡與空間注意力機制,提高模型對全局和局部特征的捕獲能力; 所述GELAN模塊用于通過分割梯度流,實現更加豐富的梯度組合,減少模型計算量的同時提高性能; 所述RFAHead檢測頭模塊基于RFAConv設計,解決大卷積核參數共享問題,更有效地提取特征信息; 其中訓練YOLOv8-iGR模型中,還包括構建模型訓練環境,具體為: 基于Ubuntu系統和PyTorch框架進行網絡訓練; 設置訓練參數,包括批量大小、最大迭代次數、學習率、動量參數和權值衰減系數; 在非最大抑制處理后,根據置信度閾值篩選正樣本和負樣本; S3、特征提取與分類回歸:將荔枝數據集輸入到步驟S2中YOLOv8-iGR特征提取網絡進行特征提取,得到不同尺度的特征圖,然后進行分類和回歸操作,得到荔枝果實和采摘點的檢測結果; S4、檢測結果分析與評價:利用已經劃分好的數據集對測試集進行測試,以實現對果園荔枝的采摘關鍵點檢測,并對YOLOv8-iGR模型的檢測效果進行評價,具體為: 采用消融實驗和對比實驗來驗證YOLOv8-iGR模型的性能,消融實驗用于評估不同模塊對模型性能的影響,對比實驗用于將YOLOv8-iGR模型與主流目標檢測算法進行比較; 采用OKS作為關鍵點的檢測性能評估指標,以及利用像素歐幾里得距離作為對采摘點位置預測誤差的評估指標,對模型的檢測效果進行評價。
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