基于轻量化YOLOv5s的草地贪夜蛾成虫监测的研究与应用

来源 :安徽农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:nxf_2004_0
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草地贪夜蛾是我国田间的主要害虫之一,对玉米、小麦等主要经济农作物的安全生产造成严重威胁。目前我国现行的对草地贪夜蛾的监测手段主要为性信息素引诱、灯光引诱以及田间人工调查记录信息三种,但是存在采集数据不具有时效性的问题。因此,实现草地贪夜蛾的动态监测十分必要。为推动草地贪夜蛾成虫防控信息化建设,对草地贪夜蛾成虫的数量开展及时准确的跟踪,本文主要研究工作如下:(1)构建了包含草地贪夜蛾及其近缘种在内的害虫图像数据集。数据集来源网络搜集整理和来自安徽农业大学实验田拍摄共6200幅图像,通过关联度筛查、数据模糊、数据遮挡等操作将样本数据集图像扩充至9669幅图像,使其可被应用于基于轻量化YOLOV5s的草地贪夜蛾成虫检测的相关研究。(2)提出了一种基于轻量化YOLOV5s的草地贪夜蛾成虫目标检测算法。选择YOLOV5s、SSD和Faster R-CNN三种目标检测模型进行初步对比实验,比较得出综合性能较好的YOLOV5s适合进行轻量化改进。首先对模型进行通道剪枝,将模型通道减半,减少冗余参数,其次用Conv层代替模型的Focus层,然后用Ghost Conv Block模块代替网络主干backbone和head中的Conv层,最后使用SPPF代替SPP层。接着再将改进后的YOLOV5s目标检测模型与其他三种模型进行实验对比,YOLOV5s的m AP达到了96.4%。通过综合性能分析得出改进后的轻量化YOLOV5s目标检测模型更能使用于草地贪夜蛾成虫检测实际应用场景。(3)开发了草地贪夜蛾监测App。将训练的模型部署到移动端,开发出草地贪夜蛾检测App,该App具有图像读取、视频读取、检测与统计以及虫情分析功能,单张图片检测速度达到了0.096s,实现了对草地贪夜蛾的实时检测,为草地贪夜蛾的监测预警提供了一种新的思路与依据。
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