2023亚太杯数学建模A题思路分析 - 采果机器人的图像识别技术

1 赛题

问题A 采果机器人的图像识别技术

中国是世界上最大的苹果生产国,年产量约为3500万吨。与此同时,中国也是世 界上最大的苹果出口国,全球每两个苹果中就有一个,全球超过六分之一的苹果出口 自中国。中国提出了一带一路倡议(BRI),这是建立一个具有共同未来的全球社区的 关键支柱。由于这一倡议,越南、孟加拉国、菲律宾、印度尼西亚和沿线国家已成为

中国苹果的主要出口目的地。

图1。采采摘机器人的苹果图像识别图。

苹果的采摘主要依靠手工收割。当苹果成熟时,几天内苹果产区就需要大量的采 摘工人。但大多数当地农民都在自己的果园里种植苹果。此外,农业工人的老龄化和 年轻人离开村庄去上班的现象也导致了摘苹果季节的劳动力短缺。为了解决这个问题

, 中国自2011年左右就开始一直在研究能摘苹果的机器人,并取得了重大进展。

然而,由于果园环境不同于控制实验,在世界范围内各种采苹果机器人的普及和

应用还不够理想

镶嵌在复杂和非结构化的果园环境中,大多数现有的机器人无法准确识别"如叶遮挡 "、"树枝遮挡 "、"果实遮挡 "、"混合遮挡 "等障碍。如果直接摘苹果而没有根据 实际情况做出精确的判断,就有很高的危害风险,甚至对摘手和机械臂造成伤害。这将 对收获的效率和果实的质量产生不利影响,导致更大的损失。此外,对不同收获果实的 识别和分类也非常重要,如分类、加工、包装和运输的程序。然而,许多水果的颜色、

形状和大小与苹果非常相似,这给收获后的鉴定带来了很大的困难。

这个比赛旨在建立一个苹果图像识别模型与识别率高,速度快,和准确性通过分 析和提取特征标记水果图像,并执行数据分析图像,如自动计算数量,位置,成熟度

水平,估计大量的苹果的图像。具体任务如下:

问题1:计算苹果的数量

基于附件1中提供的可收获苹果的图像数据集,提取图像特征,建立数学模型,计算每幅图像中的苹果的数量,并绘制附件1中所有苹果的分布直方图。

问题2:估计苹果的位置

根据附件1中提供的可收获苹果的图像数据集,以图像左下角为坐标原点,确定每个图像中苹果的位置,并绘制附件1中所有苹果几何坐标的二维散点图。

问题3:估计苹果的成熟度状态

基于附件1中提供的可收获苹果的图像数据集,建立数学模型,计算每幅图像中苹果的成熟度,并绘制附件1中所有苹果成熟度分布的直方图。

问题4:估计苹果的数量

根据附件1中提供的可收获苹果的图像数据集,计算出每幅图像中苹果的二维面积, 图像的左下角为根据坐标原点,估计苹果的质量,并绘制出附件1中所有苹果的质量分布的直方图。

问题5:对苹果的认可

基于附件2中提供的收获果实图像数据集,提取图像特征,训练苹果识别模型,对

附件3中的苹果进行识别,并绘制附件3中所有苹果图像ID号的分布直方图。

附件:

附件。请下载到网站: https://share。魏云。com/T6FKbjLf

附件1:

该文件夹包含200张可收获苹果的图片,每张图片的大小为270 * 180像素。附件1

的部分屏幕截图如下:

附件2:

该文件夹包含20705张已知标签和分类的不同收获水果的图像,每张图像的大小为

270 * 180像素。附件2的部分屏幕截图如下:
苹果数据集:

卡兰博拉斯的数据集:

梨的数据集:

李子数据集:

番茄数据集:

附件3:

该文件夹包含20705张不同收获果实的图像,其标签和分类未知,每张图像的大小

为270 * 180像素。附件3的部分屏幕截图如下:

2 思路更新

数据准备

跑模型首先得有数据集,或者自己标注数据(A君会提供数据集给大家)


训练结果

识别结果

第二问,最后把检测到的苹果目标中心点汇集起来,用python画图就行

A题思路更新,大家注意一个问题,题目给的数据并不是可以直接用来做苹果目标检测训练的数据,训练数据得自己标注或者找数据集,题目的算是验证数据,基础差的同学容易混淆这点,A君上传了目标检测数据给大家使用。

相关推荐
统计学小王子13 小时前
数模之路获奖总结——数据分析交流(R语言)
数学建模·数据挖掘·数据分析·r语言
MoRanzhi12032 天前
基于 SciPy 的矩阵运算与线性代数应用详解
人工智能·python·线性代数·算法·数学建模·矩阵·scipy
人大博士的交易之路2 天前
今日行情明日机会——20250926
数学建模·数据分析·缠论·缠中说禅·涨停回马枪
泰迪智能科技3 天前
分享“泰迪杯”数据挖掘挑战赛全新升级——赛题精准对标,搭建 “白名单” 赛事进阶通道
人工智能·数学建模·数据挖掘
贝塔实验室3 天前
ADMM 算法的基本概念
算法·数学建模·设计模式·矩阵·动态规划·软件构建·傅立叶分析
文火冰糖的硅基工坊4 天前
[硬件电路-320]:模拟电路与数字电路,两者均使用晶体管(如BJT、MOSFET),但模拟电路利用其线性区,数字电路利用其开关特性。
单片机·嵌入式硬件·数学建模·fpga开发·系统架构·信号处理
小陈爱建模5 天前
[已更新]2025华为杯E题数学建模研赛E题研究生数学建模思路代码文章成品:高速列车轴承智能故障诊断问题
数学建模
一碗白开水一5 天前
【第30话:路径规划】自动驾驶中Hybrid A星(A*)搜索算法的详细推导及代码示例
人工智能·算法·机器学习·计算机视觉·数学建模·自动驾驶
MATLAB代码顾问5 天前
Python实现海鸥优化算法(Seagull Optimization Algorithm, SOA)(附完整代码)
数学建模
CC数学建模5 天前
2025年中国研究生数学建模竞赛“华为杯”C题 围岩裂隙精准识别与三维模型重构完整高质量成品 思路 代码 结果分享!全网首发!
数学建模·重构