PrunusBOT - Sistema robótico aéreo autónomo de pulverização controlada e previsão de produção frutícola

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Gaspar, Pedro Dinis
Assunção, Eduardo
Mesquita, Ricardo
Veiros, André
Ramos, A.S.
Simões, M.P.

COTHN - Centro Operativo e tecnológico Hortofrutícola Nacional

Gaspar, P.D., Assunção, E., Mesquita, R., Veiros, A., Ramos, A. e Simões, M.P. 2021. PrunusBOT - Sistema robótico aéreo autónomo de pulverização controlada e previsão de produção frutícola. In Simões, M.P. e Martins, C. 2021. Grupos Operacionais de Fruticultura 2018-2022. Centro Operativo e Tecnológico Hortofrutícola Nacional. ISBN 978-972-8785-18-5: 346-369.

ISBN 978-972-8785-18-

PrunusBOT - Sistema robótico aéreo autónomo de pulverização controlada e previsão de produção frutícola

Pêssego
Prunóideas
Robótica autónoma
Pulverização de infestantes
Previsão de produção

PDR2020-101-031372

2022-01-04T17:09:06Z
2022-01-04T17:09:06Z
2021

A robótica autónoma destinada a operações de análise e atuação nas culturas agrícolas tem vindo a evoluir, existindo exemplos de monitorização de culturas, de rega automatizada (que integra diferente informação edáfica e meteorológica), de aplicação localizada de fertilizantes e de herbicidas, de colheita automatizada e de manuseamento/transporte de cargas. Este projeto pretendeu conceber um sistema robotizado para previsão da colheita e aplicação particularizada de herbicida para controlo de infestantes. O sistema descrito neste artigo é composto por robôs autónomos, terrestre e aéreo com visão computacional por câmaras RGB e multiespectrais, que possibilitam i) deteção e reconhecimento de infestantes para aplicação precisa de produtos fitofarmacêuticos, ii) deteção e reconhecimento de frutos em árvores e copas destas, para caracterização das plantas e estimativa de produção. O reconhecimento, quer seja de infestantes como de frutos, é realizado através do método de inteligência artificial Faster R-CNN, aplicado aos datasets de imagens recolhidas em campo. No reconhecimento das infestantes é calculado o seu centróide, para onde é deslocado o bico de pulverização, anexo ao braço robótico cartesiano incorporado no robô terrestre autónomo. A função de reconhecimento dos frutos conduz à sua contagem, permitindo uma previsão da produção. Esta deteção é dificultada pela variação da iluminação natural, oclusão de frutos causada por folhas, ramos e outros frutos e múltiplas deteções da mesma fruta em imagens sequenciais. Os resultados experimentais de deteção de infestantes e de frutos em imagem de vídeo indicam uma precisão média de 85%. A estimativa da produção é complementada pela previsão do volume da copa da árvore obtido por aquisição de imagem captada via câmara montada em drone, destinada a suportar modelos empíricos de carga das árvores. A função de pulverização de infestantes é complementada com a capacidade de apanha de frutos caídos no chão. Pretende-se assim contribuir para um sistema de produção mais sustentável através da redução de utilização de produtos fitofarmacêuticos e simultaneamente apoiar o produtor na gestão da carga do pomar com reflexos na gestão da cadeia comercial.
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