在商业玉米作物中,智能排间和排内早期发现杂草
Adrià Gómez1,2, Hugo Moreno2, Dionisio Andújar2
1Laboratorio de Propiedades Físicas: Técnicas Avanzadas en Agroalimentación LPF-TAGRALIA, School of Agricultural, Food and Biosystems Engineering (ETSIAAB), Technical University of Madrid, Avenida Puerta de Hierro 2-4, 28040 Madrid, Madrid, Spain.
Plants (Basel, Switzerland)
|April 23, 2025
概括
YOLOv11深度学习模型准确地识别了玉米田中的杂草,提高了作物产量. YOLOv11m非常适合在精密农业中实时,节能地进行现场部署.
科学领域:
- 农业科学 农业科学
- 计算机科学 计算机科学
- 人工智能的人工智能
背景情况:
- 排内杂草的竞争大大降低了作物的生产力,因为近距离和封闭.
- 有效的杂草管理对于优化作物产量和降低运营成本至关重要.
研究的目的:
- 评估深度学习模型,用于在玉米田中准确识别杂草和作物.
- 为了比较Faster R-CNN,RT-DETR和YOLOv11用于杂草检测的性能.
主要方法:
- 创建了玉米田的数据集,其中包括三个杂草物种:Cyperus rotundus,Echinochloa crus-galli和Solanum nigrum.
- 深度学习模型 (Faster R-CNN,RT-DETR,YOLOv11) 被训练并评估用于杂草和作物识别.
- 进行了硬件评估,以评估现场部署的可行性.
主要成果:
- YOLOv11实现了最高的性能,97.5%的平均平均精度 (mAP) 在每秒34 (FPS).
- 更快的R-CNN和RT-DETR在11和27FPS时分别显示了91.9%和97.2%的mAP.
- 鉴于其高精度 (94.4% mAP) 和更低的能源使用,YOLOv11m被确定为最适合现场部署.
结论:
- 先进的深度学习模型,特别是YOLOv11,对于精确的行内和行内杂草管理是有效的.
- 使用这些人工智能技术,可以在最小的作物干扰下早期检测杂草.
- 整合到农业机械可以提高除草控制,降低成本,并支持可持续农业.


