info:eu-repo/semantics/article
Automated Vigor Estimation on Vineyards
Estimación automatizada del vigor en viñedos
Registro en:
10.18272/aci.v13i2.2367
Autor
Pantoja, Maria
Honeyman Lucchini, Andres
Institución
Resumen
Estimating the balance or vigor in vines, as the yield to pruning weight relation, is a useful parameter that growers use to better prepare for the harvest season and to establish precision agriculture management of the vineyard, achieving specific site planification like pruning, debriefing or budding. Traditionally growers obtain this parameter by first manually weighting the pruned canes during the vineyard dormant season (no leaves); second during the harvest collect the weight of the fruit for the vines evaluated in the first step and then correlate the two measures. Since this is a very manual and time-consuming task, growers usually obtain this number by just taking a couple of samples and extrapolating this value to the entire vineyard, losing all the variability present in theirs fields, which imply loss in information that can lead to specific site management and consequently grape quality and quantity improvement. In this paper we develop a computer vision-based algorithm that is robust to differences in trellis system, varieties and light conditions; to automatically estimate the pruning weight and consequently the variability of vigor inside the lot. The results will be used to improve the way local growers plan the annual winter pruning, advancing in the transformation to precision agriculture. Our proposed solution doesn\textsc{\char13}t require to weight the shoots (also called canes), creating prescription maps (detail instructions for pruning, harvest and other management decisions specific for the location) based in the estimated vigor automatically. Our solution uses Deep Learning (DL) techniques to get the segmentation of the vine trees directly from the image captured on the field during dormant season La estimación delvigor en las vides (peso de recolecion de uvas / peso de poda), es un parámetro útil que los productores utilizan para prepararse mejor para la cosecha y para establecer un plan de agricultura de precisión, lograr una mejor planificación de la zona de cultivo, como por ejemplo, poda o fertilizacion. Tradicionalmente, los cultivadores obtienen este parámetro pesando primero manualmente las cañas podadas durante la temporada de inactividad del viñedo (sin hojas); segundo, durante la cosecha, recolectando el peso de la fruta en las cepas evaluadas en el primer paso y depues correlacionar las dos medidas. Dado que se trata de una tarea muy manual que requiere mucho tiempo, los viticultores suelen obtener este número solo tomando un par de muestras y extrapolando este valor a todo el viñedo, perdiendo toda la variabilidad presente en sus campos, lo que implica una pérdida de información que puede llevar a peor calidad y cantidad de la uva. En este artículo desarrollamos un algoritmo basado en visión por computadora que es robusto a las diferencias en el sistema de trellis, a variedades y condiciones de luz ambiental; para estimar automáticamente el peso de poda y consecuentemente la variabilidad de vigor dentro del lote. Los resultados se utilizarán para mejorar la forma en que los productores planifican la poda anual de invierno, avanzando en la transformación hacia la agricultura de precisión. Nuestra solución propone crear mapas de prescripción (instrucciones detalladas para la poda, cosecha y otras decisiones de manejo específicas para la ubicación) automaticamente, basados en el vigor obtenido de procesar las fotografias dela vid. Nuestra solución utiliza técnicas de Deep Learning(DL) par a obtener la segmentación de los árboles de vid directamente de la imagen capturada en el campo durante la temporada de inactividad. Los resultados muestran que podemos obtener mapas de interpolación básicamente equivalentes entre nuestro método y el conjunto de validación obtenido ponderando manualmente el peso de la poda.