科创中国
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面向边缘计算的多品种番茄果实数量与成熟度实时混合轻量级检测系统
发布时间: 2025-02-20
基本信息
合作方式：
技术转让
成果类型：
软件著作权
行业领域：
现代农业
成果介绍
本团队基于该模型开发了可实际部署的多品种番茄果实数量与成熟度实时检测系统，边缘计算平台为NVIDIA公司的Jetson Orin NX。系统通过部署在日光温室内的高清摄像头实时捕获番茄果实的图像数据。为了满足多模态数据的高效传输需求，系统采用RTSP协议构建了视频流传输通道，并利用TCP/IP协议的滑动窗口机制，在复杂网络环境下将端到端延迟保持在50ms以内。原始视频流在进入边缘计算节点后，调用OpenCV 4.5算法库执行标准化预处理流程，包括图像去噪、颜色校正和尺寸归一化等操作，从而为后续的检测任务提供低噪声、高一致性的输入源，确保数据的质量和处理效率。在日光温室环境中可稳定支持番茄果实数量和成熟度的实时检测，实测帧率超过30fps，为实现番茄产业的智能化提供理论和技术支持。
成果亮点
在番茄产业智能化发展进程中，多品种融合检测技术发挥着关键作用。通过对不同品种番茄的形态、色泽、生长特征等多维度数据的深度分析与融合，能够精准识别各类番茄，为种植管理提供针对性依据。轻量级高效模型的构建，则致力于在保障检测精度的同时，极大降低计算资源的消耗。其精简的网络结构设计，使得模型运算速度大幅提升，能够快速处理大量番茄相关数据。
边缘计算优化部署让番茄检测更贴近生产一线。将检测模型部署在边缘设备，减少数据传输延迟，实现数据的本地快速处理，有效提高检测效率。高帧率实时检测技术确保了在种植过程中，能够以高频率不间断地对番茄生长状况进行监测，及时捕捉细微变化。这些技术相互协同，共同为番茄产业智能化提供坚实支持，从精准种植到高效管理，全方位推动番茄产业迈向智能化新高度，助力提升番茄产量与质量，增强产业竞争力 。
团队介绍
团队带头人冯克鹏，教授，博士，博士生导师，宁夏节水灌溉与水资源调控工程技术研究中心主任，中国遥感应用协会黄土高原遥感分会副秘书长，中国遥感应用协会定标委员会委员，《灌溉排水学报》编委，《排灌机械工程学报》期刊优秀青年编委，宁夏水力发电工程学会执行秘书长，国家公派美国俄克拉荷马大学访问学者。主要从事智慧水利、数智农业等方面的科学研究工作。团队目前研发人员11人，其中博士研究生3名，硕士研究生8名。拥有GPU高性能计算，农业表型等科研设备35台套。
成果资料
产业化落地方案
成果综合评价报告
评价单位：“科创中国”葡萄酒产业科技服务团 (中国农业工程学会) 评价时间：2025-03-26
陈军
西北农林科技大学
教授
综合评价
该科技成果在技术创新方面表现突出，通过在YOLO模型基础上引入EfficientNet-Lite、BiFPN和CBAM注意力机制，实现了模型轻量化和高精度检测的完美平衡，突破了传统检测方法的瓶颈。技术路线清晰、研发周期短、投入资金少但在实际应用中显示出优异的性能，具备较高的产业化转化潜力。
市场前景方面，随着智慧农业与精准农业的快速发展，该科技成果不仅适用于番茄种植，还可拓展到黄瓜、草莓、辣椒等其他果蔬监测领域，形成一个标准化、模块化的产品解决方案。产业化路径明确，通过边缘计算平台与视频流传输技术实现实时监控，能够大幅降低人工检测成本并提高采摘精准度。
投资风险方面，虽然科技成果投入相对较低，但在大规模推广过程中需关注系统稳定性和市场竞争风险，建议进一步完善技术细节、强化产品开发和加强与农业物联网平台的协同，以确保风险可控、回报可期。
总体而言，该科技成果技术成熟、市场潜力巨大，转化效益显著，值得大力支持和推广。
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