果樹(shù)掛果量輕量化估測(cè)模型

邊緣計(jì)算是工業(yè)自動(dòng)化開(kāi)放平臺(tái)，在工業(yè)、農(nóng)業(yè)等行業(yè)都有巨大的應(yīng)用潛力，農(nóng)業(yè)科研工作者也關(guān)注到了這一平臺(tái)，并對(duì)此展開(kāi)了應(yīng)用研究。

邊緣計(jì)算指的是用網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、應(yīng)用核心能力為一體的開(kāi)放平臺(tái)，這些物或數(shù)據(jù)源頭的一側(cè)搭載著融合網(wǎng)絡(luò)、計(jì)算、存儲(chǔ)、 應(yīng)用核心能力的邊緣計(jì)算平臺(tái)，為終端用戶(hù)提供實(shí)時(shí)、動(dòng)態(tài)和智能的服務(wù)計(jì)算。邊緣計(jì)算正在改變世界上數(shù)百萬(wàn)臺(tái)設(shè)備處理，處理和傳遞數(shù)據(jù)的方式。

掛果量是果樹(shù)栽培管理的重要指標(biāo)，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)信息研究所/農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院組成科研團(tuán)隊(duì)，針對(duì)傳統(tǒng)人力抽樣估測(cè)果樹(shù)掛果量的方法不僅耗時(shí)費(fèi)力，且容易產(chǎn)生較大誤差的問(wèn)題，研究提出一種用于邊緣計(jì)算設(shè)備的輕量化模型，實(shí)現(xiàn)視頻中樹(shù)上柑橘掛果量的自動(dòng)估測(cè)。

該研究以柑橘樹(shù)為研究對(duì)象，該模型采用CSPDarkNet53+PAFPN結(jié)構(gòu)作為特征提取網(wǎng)絡(luò)，實(shí)現(xiàn)更快的推理速度和更低的模型復(fù)雜度，在果實(shí)跟蹤過(guò)程中引入Byte算法改進(jìn)FairMOT的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)策略，對(duì)視頻中的柑橘進(jìn)行預(yù)測(cè)跟蹤，以提升掛果量估測(cè)準(zhǔn)確性。

在邊緣計(jì)算設(shè)備N(xiāo)VIDIA Jetson AGX上進(jìn)行模型性能測(cè)試結(jié)果表明，本研究所建模型對(duì)柑橘掛果量的平均估測(cè)精度和處理速度分別達(dá)到91.61%和14.76，模型估測(cè)值與人工測(cè)得真實(shí)值的決定系數(shù)R2為0.9858，均方根誤差為4.1713，模型參數(shù)量、計(jì)算量和模型大小分別為5.01 M、36.44 G和70.20 MB，展現(xiàn)出較對(duì)比模型更優(yōu)的掛果量估測(cè)性能和更低的模型復(fù)雜度。

試驗(yàn)結(jié)果證明了該研究所建模型在邊緣計(jì)算設(shè)備上對(duì)柑橘掛果量估測(cè)的有效性，基于算法模型研發(fā)的果園掛果量遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，可滿足用于果園移動(dòng)平臺(tái)行進(jìn)狀態(tài)下的果樹(shù)掛果量估測(cè)需求。

經(jīng)科研驗(yàn)證，該研究可為果園生產(chǎn)力自動(dòng)監(jiān)測(cè)分析提供技術(shù)支持，有望加速實(shí)現(xiàn)智慧果園的建設(shè)。

審核編輯 黃宇