Chèchè Penn State yo te envante yon sistèm vizyon machin ki kapab lokalize ak idantifye flè pòm wa yo nan grap flè ki nan pye bwa nan revèy yo—yon etap enpòtan byen bonè nan devlopman yon sistèm polinizasyon robotik—nan yon etid premye nan kalite li yo. .
Flè pòm grandi nan gwoup kat a sis florèzon tache ak branch, epi yo rekonèt flè nan sant kòm flè wa a. Flè sa a ouvè an premye nan grap la epi anjeneral grandi fwi ki pi gwo. Se konsa, li se sib kle nan yon sistèm polinizasyon robotik, dapre chèchè Long He, pwofesè asistan nan agrikòl ak jeni byolojik.
Tradisyonèlman, yo te konte sou fekondasyon ensèk pou pwodiktivite pòm. Sepandan, prèv sijere ke sèvis fekondasyon, tou de soti nan myèl domestik ak polinizatè sovaj, se pa matche ak demann ogmante, Li te note. Akoz twoub efondreman koloni, myèl atravè mond lan te mouri nan pousantaj alarmant. Kòm yon rezilta, pwodiktè bezwen metòd altènatif nan fekondasyon.
Etid sa a se dènye gwoup rechèch He's ki fèt nan Kolèj Syans Agrikòl la, ki konsakre nan devlope sistèm robotik pou akonpli travay agrikòl ki entansif travay tankou ranmase djondjon, koupe pye pòm ak eklèsi fwi vèt. Objektif prensipal pwojè sa a, Li te eksplike, se te devlope yon sistèm vizyon ki baze sou aprantisaj pwofon ki ka jisteman idantifye ak lokalize flè wa yo nan ovan pye bwa.
"Nou panse ke rezilta sa a pral bay enfòmasyon debaz pou yon sistèm fekondasyon robotik, ki ta mennen nan fekondasyon efikas ak repwodiktif nan pòm yo maksimize sede a nan fwi-wo kalite," Li te di. "Nan Pennsylvania, nou toujou ka konte sou myèl pou polinize rekòt pòm yo, men nan lòt rejyon kote lanmò myèl yo te pi grav, kiltivatè yo ka bezwen teknoloji sa a pi bonè pase pita."
Xinyang Mu, etidyan doktora nan Depatman Jeni Agrikòl Byolojik, te dirije etid flè wa a. Mu te itilize Mask R-CNN—yon pwogram òdinatè popilè pou aprann fon ki fè segmantasyon nan nivo pixel pou detekte objè ki pasyèlman kache pa lòt objè—pou idantifye ak lokalize flè wa yo nan yon sistèm vizyon machin.
Pou konstwi modèl deteksyon Mask R-CNN ki baze sou, li te pran dè santèn de foto grap pòm flè. Lè sa a, li devlope yon algorithm segmentation flè wa yo idantifye ak lokalize flè wa yo soti nan done sa a anvan tout koreksyon nan imaj flè pòm. Rechèch la te fèt nan Penn State's Fruit Research and Extension Center, Biglerville.
Gala ak Honeycrisp pòm varyete yo te chwazi pou tès yo. Pye bwa tès yo te plante an 2014 ak espas pye bwa apeprè 5 pye (Gala) ak 6 1/2 pye (Honeycrisp). Pyebwa sa yo te resevwa fòmasyon nan achitekti gwo canopy spindle, ak yon wotè mwayèn apeprè 13 pye. Sistèm akizisyon imaj la ak yon kamera te monte sou yon machin sèvis piblik manevre ant ranje pye bwa.
Fòmasyon sistèm vizyon machin lan pou lokalize flè wa a te difisil, paske yo gen menm gwosè, koulè ak fòm ak flè lateral yo nan grap, epi flè wa yo anjeneral kache pa flè ki antoure yo paske yo te pozisyon santral yo.
Pou satisfè egzijans aprantisaj transfè pou fòmasyon modèl Mask R-CNN, yo te make imaj anvan tout koreksyon yo nan de klas predefini: flè endividyèl ak flè ki fèmen. Pou amelyore presizyon, yo te elaji seri done fòmasyon an pa kat fwa lè l sèvi avèk apwòch ogmantasyon done, Mu eksplike.
"Pou fè distenksyon ant flè wa yo ak flè lateral yo, yo te vize oswa lokalize flè ki pi santral nan chak gwoup flè," li te di. "Sistèm vizyon an otomatikman lokalize grap flè yo separeman baze sou yon apwòch kat jeyografik dansite flè ki genyen de dimansyon. Nan chak gwoup flè yo detekte, yo te detèmine flè a—oswa mask la—nan pozisyon ki pi santre a kòm flè wa sib la.”
Nan konklizyon ki fèk pibliye nan Teknoloji agrikòl entelijan, chèchè yo rapòte yon wo nivo de presizyon wa flè-deteksyon ki soti nan algorithm Mu a. Konpare ak mezi yo te pran lamen pa chèchè idantifye flè wa pa je-rele mezi verite tè pa chèchè yo-vizyon machin wa flè deteksyon presizyon varye soti nan 98.7% a 65.6%.