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Detección de troncos de árboles basada en IA en el borde para robótica de monitoreo forestal

Autores: da Silva, Daniel Queirós; dos Santos, Filipe Neves; Filipe, Vítor; Sousa, Armando Jorge; Oliveira, Paulo Moura

Idioma: Inglés

Editor: MDPI

Año: 2022

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Acceso abierto

Artículo científico
2022

Detección de troncos de árboles basada en IA en el borde para robótica de monitoreo forestal


Categoría

Ingeniería y Tecnología

Subcategoría

Ingeniería Robótica

Palabras clave

Identificación de objetos
Detección de troncos de árboles
Robótica forestal
Sistemas de visión inteligente
Modelos de aprendizaje profundo
Dispositivos de borde

Licencia

CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual

Consultas: 33

Citaciones: Sin citaciones


Descripción
La identificación de objetos, como la detección de troncos de árboles, es fundamental para la robótica forestal. Los sistemas de visión inteligente son de suma importancia para mejorar la percepción robótica, lo que a su vez aumenta la autonomía de los robots forestales. Con ese propósito, este documento presenta tres contribuciones: un conjunto de datos abierto de 5325 imágenes forestales anotadas; un benchmark de detección de troncos de árboles con Edge AI entre 13 modelos de aprendizaje profundo evaluados en cuatro dispositivos de borde (CPU, TPU, GPU y VPU); y un experimento de mapeo de troncos de árboles utilizando un OAK-D como dispositivo de detección. Los resultados mostraron que YOLOR fue el detector de troncos más confiable, logrando una puntuación F1 máxima de alrededor del 90% mientras mantenía altas puntuaciones para diferentes niveles de confianza; en términos de tiempo de inferencia, YOLOv4 Tiny fue el modelo más rápido, alcanzando 1.93 ms en la GPU. YOLOv7 Tiny presentó el mejor equilibrio entre precisión de detección y velocidad, con tiempos de inferencia promedio por debajo de 4 ms en la GPU considerando diferentes resoluciones de entrada y al mismo tiempo logrando una puntuación F1 similar a YOLOR. Este trabajo permitirá el desarrollo de sistemas avanzados de visión artificial para la robótica en operaciones de monitoreo forestal.

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