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作品名称：基于 YOLOv11n-PRML 视觉系统的智能棉花破膜机器人
学校名称：山东理工大学
参赛队伍：破膜智锋队
队伍编号：226502
参赛学生：孙雅捷商芷晨
指导老师：赵静
投票日期：2025年10月10日 00:00->2025年12月15日 00:00
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详细说明

棉花覆膜种植具有保温保湿、抑制杂草、提高产量的优势，但目前破膜作业仍依赖人工，效率低、劳动强度大。为实现棉花种植的智能化与精准化，需要研发具备实时视觉检测能力的自主破膜装备。本作品由视觉检测模块、决策控制单元、激光破膜执行机构及移动底盘组成。视觉模块采用 D455深度相机，搭载YOLOv11n-PRML 轻量化检测模型; 决策单元基于 NVIDIA移动 GPU台；执行机构为激光破膜装置，集成于带式移动底盘上，适应田间复杂环境。机器人可在棉田里自主行走，实时发现膜下棉苗，并控制激光进行精准破膜，完全替代人工，实现自动化作业。以YOLOv11n为基础模型，融合混合模块增强特征提取能力，引入RSCD重参数检测头提升小目标检测精度，采用损失函数优化密集目标定位，并应用 LAMP 剪枝策略实现模型轻量化。

算法设计: 提出 PConv-CGLU模块替换C3k2,构建RSCD检测头,使用MPD1oU损失函数。系统集成: 将模型部署于 NVIDIA RTX 2070Ti 平台, 通过TensorRT加速，实现端到端的实时检测与控制。田间验证：在实际棉田中进行破膜试验，验证系统可行性与鲁棒性。

本智能破膜机器人首次将PConv-CGLU与重参数检测头结合应用于农业视觉检测，提出面向膜下棉苗的轻量化YOLOv11n-PRML 模型；模型在移动端实现80.3帧/秒的检测速度，破膜成功率达80%，具备实际应用基础；涵盖算法设计、模型训练、系统集成与田间试验，形成完整的技术闭环；规范性：采用TIDE误差分析体系，系统评估模型性能，方法科学、可复现。