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落花生病蟲害辨識平台

專案年份: 2020

大學四年級畢業專題,主題為落花生病蟲害辨識。專案整合自製移動式機台、邊緣即時運算與 Android 控制介面,最終獲得系上佳作。

技術

YOLORaspberry PiArduinoNeural Compute StickAndroid3D Printing

架構

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  • 機構層:鋁擠型框架、繩索傳動路徑與自製 3D 列印結構件。
  • 控制層:Raspberry Pi 負責流程協調,Arduino 負責低階馬達控制。
  • 影像層:三顆鏡頭在單次流程中完成多角度影像擷取。
  • 推論層:YOLO 模型搭配 Neural Compute Stick 在邊緣端執行辨識。
  • 操作層:Android App 負責下發移動與拍攝控制指令。

功能特色

  • 以鋁擠型與 3D 列印零件打造可移動式病蟲害掃描機台。
  • Raspberry Pi 主控 + Arduino 馬達控制的分層硬體控制架構。
  • 透過 USB 通訊整合主控與馬達控制流程,降低控制複雜度。
  • 導入 Neural Compute Stick 進行邊緣即時推論,縮短辨識延遲。
  • 自行開發 Android App 操作機台移動與拍攝流程。
  • 以 YOLO 模型搭配自建病蟲害資料進行訓練與辨識。
  • 每次掃描採三鏡頭拍攝,提高影像覆蓋率與辨識可靠度。

成果

  • 完成從機構設計、硬體整合到 AI 推論與行動控制的端到端原型。
  • 驗證低成本邊緣 AI 在農業病蟲害辨識場景的可行性。
  • 畢業專題成果獲得系上佳作。

Demo 圖片

開發路線圖

  1. 3D 設計機台架構

    01

    先完成機構框架、鏡頭位置與移動路徑的 3D 設計,作為後續實作基礎。

  2. 購買鋁擠型自行組裝機台,並 3D 列印零件

    02

    以鋁擠型建立主體機構,並自行 3D 列印連接件與固定元件完成組裝。

  3. 以 Raspberry Pi + Arduino 建立控制架構

    03

    Raspberry Pi 作為主控核心,Arduino 負責馬達控制,兩者透過 USB 通訊協作。

  4. 導入 Neural Compute Stick 實現邊緣即時運算

    04

    將推論搬到裝置端以降低延遲,提升病蟲害辨識的即時性與可用性。

  5. 自行開發 Android App 控制機台移動

    05

    透過行動端下達移動與拍攝控制指令,提升操作便利性。

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