基于U-Net的粮仓储粮高度定量检测方法
任飞燕1
张蕙1
李智1
杨卫东2
张艳飞1
陈卫东3
谈云建4
柳瑞芸4
1.河南省粮食光电探测与控制重点实验室,河南郑州 450001;河南工业大学信息科学与工程学院,河南郑州 4500012.河南省粮食光电探测与控制重点实验室,河南郑州 4500013.河南工业大学粮食和物资储备学院/粮食储运国家工程研究中心,河南郑州 4500014.华信咨询设计研究院有限公司,浙江 杭州 310051
摘要：我国储粮分布具有点多、线长、面广的特点,传统的粮食数量监管面临着效率低、成本高、严重滞后等问题,亟需研发可对粮仓储粮数量实时快速检测的新技术.针对该问题,提出一种基于U-Net的粮仓储粮高度定量检测方法,通过对仓内监控相机拍摄的图片中粮面和通风窗进行分割处理,得到粮面边缘和通风窗上下边缘像素值,并以通风窗上下边缘的离地高度为基础,计算得到粮仓储粮的实际高度,再结合粮仓长度、宽度和粮食密度等基础数据,即可得到粮仓储粮实际数量.分别使用U-Net、DeepLabV3+和PSPNet 3种算法对分割后的粮仓图片进行分析处理并计算储粮高度.结果表明,U-Net的平均交并比(MIoU)和平均像素准确度(MPA)分别为93.25％和95.88％,MIoU相较于DeepLabV3+和PSPNet分别提高1.82、2.69百分点,MPA相较于PSPNet提高2.42百分点;U-Net的定量分析误差为3.51％,比DeepLabV3+和PSPNet分别低1.34、0.43百分点,较为适合作为粮仓储粮高度定量计算分割算法.该方法无需提前设置测量标尺,仅依靠仓内监控相机即可实现粮堆高度测量,可基本满足粮仓储粮数量的快速检测需求.
关键词：粮仓储粮数量储粮高度语义分割U-Net定量分析计算机视觉
分类号：S126(农业物理学)
资助基金：河南省杰出青年基金项目(222300420004)
论文发表日期：2024-11-15
在线出版日期：2026-09-12（本平台首次上网日期，不代表文献的发表时间）
页数：8( 156-163 )
英文信息