Detecția rândurilor de culturi de plante tinere de soia și porumb pentru navigația autonomă agricolă bazată pe GD-YOLOv10n-Seg

Detecția precisă a rândurilor de culturi reprezintă o bază importantă pentru ca utilajele agricole să poată opera autonom.

Metodele existente deseori fac compromisuri între performanța în timp real și acuratețea detecției, limitând astfel aplicabilitatea lor practică pe teren.

Acest studiu dezvoltă un algoritm de detecție de rânduri de culturi de înaltă precizie și eficiență, special optimizat pentru condițiile de plantare combinată a soia și porumb, abordând atât eficiența computațională, cât și acuratețea recunoașterii.

În această lucrare, a fost propus un sistem de detecție în timp real a rândurilor de soia și porumb bazat pe GD-YOLOv10n-seg cu ajustare prin analiza componentelor principale (PCA).

În primul rând, a fost realizat un set de date cu rândurile de cultură de soia și porumb din stadiul de răsărit, iar imaginile au fost etichetate cu linii de delimitare.

Apoi, a fost construit un model îmbunătățit, denumit GD-YOLOv10n-seg, prin integrarea GhostModule și a DynamicConv în modelul YOLOv10n-segmentation.

Rezultatele experimentale au arătat că modelul îmbunătățit a avut performanțe superioare în indicatorii MPA (mean pixel accuracy) și MIoU (mean intersection over union), iar dimensiunea modelului a fost redusă cu 18,3%.

Liniile mediene ale rândurilor de cultură, rezultate din segmentare, au fost ajustate folosind PCA, obținând o precizie de ajustare de 95,08%, o abatere de unghi de 1,75°, iar viteza generală de procesare a fost de 61,47 FPS.

Acest studiu poate oferi o soluție eficientă și fiabilă pentru navigația autonomă în agricultură, utilizată în activități precum buruienirea și aplicarea pesticidelor, în cadrul unui mod de plantare combinată soia-porumb..