基于YOLO和增强现实的玉米穗位高实时测量方法
文献类型: 中文期刊
作者: 张亚玲;刘亚东;李黎明;余汛;南斐;殷大萌;金秀良
作者机构:
关键词: 玉米雌穗检测;深度学习;增强现实;穗位高测量;YOLO v5s
期刊名称:农业机械学报
ISSN: 1000-1298
年卷期: 2026 年 57 卷 01 期
页码:
收录情况: EI(2025版) ; ; 北大核心(2023版) ; ; CSCD(2025-2026年度) ; ; 科技核心(2024版) ; ; 农林核心(2024版)
摘要: 高效、准确的玉米穗位高监测对于玉米抗倒伏育种研究至关重要。传统人工测量方法费时费力,现有自动化方案在复杂田间条件下鲁棒性不足或成本高。本研究基于YOLO模型和增强现实(AR)技术,设计了一款用于玉米穗位高智能测量的iOS应用程序,可实现玉米穗位高实时、精准、高效且低成本的测量。该系统包含玉米雌穗检测模型和高度测量模块。雌穗检测模型使用在灌浆期玉米田间采集的1 000幅雌穗图像构建的数据集(涵盖不同光照和遮挡条件)进行模型训练与验证,在多个目标检测模型中,YOLO v5s表现出最佳性能,精确率为0.844,召回率为0.724,平均精度AP0.5为0.814。该雌穗检测模型被集成至基于AR技术的实时测量模块,在iOS设备上的兼容性和准确性均表现良好,响应时间小于0.3 s。田间验证表明,穗位高检测结果与人工实测值高度一致(R2为0.750~0.864,RMSE为0.10~0.13 m);智能测量系统由单人操作,单个小区测量10株以上雌穗用时2 min以内,与传统塔尺测量相比速度提高6倍以上。本系统在保证准确性的同时显著提升了玉米穗位高测量的效率,可为玉米育种研究提供实时精准的数据支持。
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