基于改进YOLOv8的叶面荧光雾滴沉积检测方法研究OA
A detection method for foliar fluorescent droplet deposition based on improved YOLOv8
[目的]为指导农药合理施用,建立一种简便可靠的检测方法,用于实时获取作物叶片农药雾滴沉积及分布信息.[方法]提出一种基于改进 YOLOv8 的叶面荧光雾滴沉积检测方法.通过荧光示踪剂筛选与质量浓度优选,确定适用于叶面雾滴图像采集的试验条件,并构建数据集.在 YOLOv8-seg 基础上,引入 AdamW 优化器,在主干网络中嵌入高效多尺度注意力(Efficient multi-scale attention,EMA)机制,并在颈部结构中加入语义与细节注入(Semantics and detail infusion,SDI)模块改进检测模型.[结果]荧光示踪剂筛选试验结果表明,1.0 g/L 荧光黄绿溶液能够清晰地呈现叶面雾滴的空间分布.田间试验结果显示,改进后的模型在目标预测任务中,mAP@0.50 和 mAP@0.50~0.95 分别达到 95.4%和 73.1%;在分割掩模评估中,mAP@0.50 和 mAP@0.50~0.95分别为 92.5%和 61.3%,整体性能均优于基准模型.[结论]基于改进 YOLOv8 的叶面荧光雾滴沉积检测方法操作简便、稳定性强,可以精准识别叶面雾滴并分析其分布状态,为喷雾作业质量评价及精准施药提供技术支撑.
[Objective]To guide the rational application of pesticides,this study aims to develop a simple and reliable detection method to acquire real-time information on the deposition and distribution of pesticide droplet on crop leaves.[Method]This study proposed a method for detecting foliar fluorescent droplet deposition based on an improved YOLOv8.By screening fluorescent tracers and optimizing their mass concentrations,suitable experimental conditions for leaf droplet image acquisition were determined,and a corresponding dataset was constructed.Based on YOLOv8-seg,the AdamW optimizer was introduced,an efficient multi-scale attention(EMA)mechanism was embedded into the backbone network,and a semantics and detail infusion(SDI)module was incorporated into the neck structure to enhance detection performance.[Result]The fluorescence tracer screening results showed that the fluorescein(a yellow-green fluorescent tracer)solution with 1.0 g/L clearly revealed the spatial distribution of droplets on leaf surfaces.Field experiment results demonstrated that the improved model achieved mAP@0.50 and mAP@0.50-0.95 values of 95.4%and 73.1%respectively,in object detection tasks.For segmentation mask evaluation,the mAP@0.50 and mAP@0.50-0.95 reached 92.5%and 61.3%respectively,outperforming the baseline model in overall performance.[Conclusion]The improved YOLOv8-based method for fluorescent droplet deposition detection on leaf surface enables accurate droplet recognition and distribution analysis.It features simple operation and high stability,offering technical support for spray quality assessment and precision pesticide application.
薛秀云;黄诚乐;朱佳妮;孙道宗;吕石磊;李震
华南农业大学 人工智能与低空技术学院,广东 广州 510642||国家柑橘产业技术体系机械化研究室,广东 广州 510642||广东省农情信息监测工程技术研究中心,广东 广州 510642华南农业大学 人工智能与低空技术学院,广东 广州 510642华南农业大学 人工智能与低空技术学院,广东 广州 510642华南农业大学 人工智能与低空技术学院,广东 广州 510642||国家柑橘产业技术体系机械化研究室,广东 广州 510642||广东省农情信息监测工程技术研究中心,广东 广州 510642华南农业大学 人工智能与低空技术学院,广东 广州 510642||国家柑橘产业技术体系机械化研究室,广东 广州 510642||广东省农情信息监测工程技术研究中心,广东 广州 510642华南农业大学 人工智能与低空技术学院,广东 广州 510642||国家柑橘产业技术体系机械化研究室,广东 广州 510642||广东省农情信息监测工程技术研究中心,广东 广州 510642
农业科技
荧光雾滴图像雾滴沉积检测实例分割YOLOv8
Droplet fluorescence imageDroplet deposition detectionInstance segmentationYOLOv8
《华南农业大学学报》 2026 (4)
616-626,11
国家自然科学基金(32271997)国家现代农业产业技术体系(CARS-26)广东省重点领域研发计划(2023B0202090001)广州市科技计划(2024B03J1309)广东省现代农业产业技术体系创新团队建设项目(2024CXTD10)广东省科技创新战略专项资金"大学生科技创新培育"(pdjh2024b076)
评论