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约翰迪尔视觉技术在农机智能化中的应用与进展:计算机视觉如何助力农业机械自动化

 2025年04月26日  阅读 13

摘要:在过去的十年中,随着人工智能信息技术的快速发展,计算机视觉技术()已成为人工智能领域的重要分支。它被广泛用于各个领域,也是农业机械行业的重要助手。以代表的技术领先的企业是第一个将视觉技术应用于农业机械和设备(例如收割机,拖拉机,喷雾器和播种机)的人,这为农业机...

在过去的十年中,随着人工智能信息技术的快速发展,计算机视觉技术()已成为人工智能领域的重要分支。它被广泛用于各个领域,也是农业机械行业的重要助手。以代表的技术领先的企业是第一个将视觉技术应用于农业机械和设备(例如收割机,拖拉机,喷雾器和播种机)的人,这为农业机械的智能自动化和独立性提供了良好的开端,并扮演了领导和典范的角色。让我们分享约翰·迪尔(John )的技术路线,核心功能元素和进步,以在农业机械产品中的视觉技术应用领导,以加速我国的智能研究和开发以及农业机械产品的智能研究和制造。

鹿公司从2015年开始促进视觉技术在农业机械设备中的应用。同年,迪尔()推出了第一个使用 的收割机,该收割机使用立体视觉系统和经过训练的几何模型来检测矩形目标的边缘,帮助用户更准确地收获作物,并减少损失。

2016年,Deer发布了一个新视觉系统,该系统由带有颜色检测算法的双筒望远镜组成,可检测农作物在田野中的位置,以确保农业机械不会通过将信息补充到GPS导航系统中,使农作物不会压碎和破坏作物。

两年后,开始使用CVML(计算机视觉和机器学习)来检测收获的谷物的质量。根据约翰·迪尔(John )技术总监的说法,他们将成像系统置于联合收割机中,以提供深层卷积神经网络的数据。 “该系统将机器的机械部件保持最佳性能,这是我们第一次收集大型数据集来训练机器学习模型。”

农业喷雾器_农用喷雾机械_农业喷雾机

2022年,迪尔()在世界消费电子博览会上推出了其自主(无人驾驶)拖拉机,该博览会使用CVML和六对立体声摄像机来检测和识别对象。机器学习系统成功的关键之一是拥有一个具有代表性事件的培训数据集。为了使拖拉机自动驾驶(无人驾驶),这要求设计师完全重新考虑如何训练数据集。但是,在农业生产环境中,“野外障碍”的可能性非常低,这给学习机器的学习带来了困难。为了完全解决这个训练视觉系统问题,允许拖拉机有效地检测到始终存在的事物,例如土壤,木材,线条和天空,他们进行了多次试验,以确保拖拉机,如果拖拉机确定了不是土壤,树林,线条和天空的东西,它将停止。

2022年3月,鹿推出了See&。它使用CVML来检测每种杂草的位置,并准确地将除草剂涂在需要的位置。 “这很重要,因为杂草从植物那里窃取了宝贵的水,营养和阳光,从而阻止了植物发挥其全部潜力。”

自1947年由于技术引入自喷雾器以来,农民已经能够在整个田间喷雾杀虫剂以杀死杂草。借助See&,农民现在只能喷洒杂草,将杂草消耗减少三分之二。在美国,农民从2022年开始就开始使用该技术。配备了See&的除草剂可以识别和喷洒比智能手机相机的镜头小的杂草,从而节省了农民的时间并减少了成本,同时避免了对农作物和土地的不必要影响。

这正是鹿使用视觉技术实现的效果。视觉技术为喷雾器提供了“眼睛”(总共36个),安装在喷雾器的120英尺长的繁荣上。每秒,这些相机扫描超过2200平方英尺的土地,并捕获12亿像素。如果人们试图将这种感应和处理水平与人眼相匹配,则将需要近6,000人完成它。这不仅发生在“系统通过不平坦的地形,尘土飞扬的田野和横风道”时执行其任务时。这些相机是密封的,超实心的,可以在阳光和阴影中看到,因此它们可以在这个恶劣的环境中成功运行。”观看不仅发生在“眼”成像系统上,还依赖于高级计算。

农业喷雾器_农业喷雾机_农用喷雾机械

鹿为See&设计了一个嵌入式控制器。其中十个与喷雾器相连,并且配备了高性能处理器,这些处理器了解相机所看到的。这些处理器每秒可以处理4GB的数据,可以在恶劣或高温环境中起作用,并自动冷却它们,这是开发过程中必须考虑的条件。

实践证明,在农业机械上使用See&技术可以节省运行中喷涂药物成本的50%至70%。如果该技术在全球范围内推广和应用,那么对改善全球农业环境的可持续性的真正影响将是巨大的。

除了帮助鹿品牌下的用户外,通过视觉技术获得的数据肯定会对全球环境产生重大积极影响。例如,美国农民在9000万英亩的土地上种植玉米,每年施用约1.4亿加仑的发酵肥料,以帮助这些种子成长为高产植物。借助视力镜头,您可以将肥料的使用量减少超过60%,即9300万加仑。根据当今的肥料价格,这可以为农民节省6.5亿美元的投入成本,并且还可以防止浪费的肥料加剧杂草的生长或增加漂移的风险。除了肥料外,美国农民每年使用超过2300万加仑的除草剂来治愈杂草。使用 See&,它最多可以减少三分之二,相当于1500万加仑的除草剂。这可以为农民节省约10亿美元的收入。透明

无论是自主拖拉机还是仅检测和喷雾杂草的机器,视觉技术在农业设备中的应用都在改变农业,而约翰·迪尔(John )则处于推进这些尖端技术的最前沿。

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