Робототехнічні та мехатронні системи для моніторингу стану посівів на основі мультиспектральних даних

Анотація

Досліджено застосування робототехнічних і мехатронних систем для моніторингу стану сільськогосподарських посівів на основі мультиспектральних даних. Запропоновано структурно-функціональну схему системи, що поєднує безпілотну літальну платформу, польотний контролер, електроприводи, інерціальні та навігаційні сенсори, систему стабілізації, оптичні й мультиспектральні засоби спостереження та засоби інтелектуального аналізу даних. Для оцінювання стану рослинності використано спектральні індекси та моделі семантичної сегментації на основі U-подібної згорткової нейронної мережі, архітектури глибокої сегментації третьої версії з удосконаленнями та трансформерної моделі сегментації базової конфігурації. Експериментальне дослідження проведено на реальних мультиспектральних даних із виділенням здорової та стресової рослинності, рослинності, ураженої іржею, та ґрунту. Найкращі узагальнені результати отримано для архітектури глибокої сегментації третьої версії з удосконаленнями: середній коефіцієнт перетину та об’єднання становив нуль цілих чотири тисячі шістсот сімнадцять десятитисячних, а гармонійна міра точності та повноти – нуль цілих шість тисяч сто вісімнадцять десятитисячних. Практична значущість отриманих результатів полягає у забезпеченні просторової локалізації проблемних зон посівів та підтримці прийняття агротехнологічних рішень у системах точного землеробства.