Elements: A Deep Neural Network-based Drone (UAS) Sensing System for 3D Crop Structure Assessment

Elements:用于 3D 作物结构评估的基于深度神经网络的无人机 (UAS) 传感系统

基本信息

  • 批准号:
    2104032
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 58.37万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    美国
  • 项目类别:
    Standard Grant
  • 财政年份:
    2021
  • 资助国家:
    美国
  • 起止时间:
    2021-06-01 至 2023-08-31
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

This project develops a 3D reconstruction sensing system that can be installed on unmanned aerial systems (UAS), to be used by agricultural researchers, growers, and service providers to assess crop growth. Applying Artificial Intelligence (AI) technology for large scale agriculture reconstruction applications, the sensing system would be able to estimate crop structure for a large coverage area at a much lower cost than current standards that rely on light detection and ranging (LiDAR). The project would develop and refine a deep neural network-based 3D assessment workflow, based solely on a low cost and lightweight 2D LiDAR and color camera configuration. Researchers, growers, and service providers would be able to extract detailed crop structure and forecast yields, based on a 3D time series of crop growth. The technology would provide a less expensive alternative to the current 3D LiDAR sensor approach, and the sensing system could also be applied to related areas such as high-throughput phenotyping and variation estimation of general terrestrial vegetation. Outreach and extension activities are included, to deliver research outcomes to the stakeholders, including agricultural researchers, growers and service providers. PhD students, undergraduates, and high school students will be trained through this project, including a summer activity training high school students through the Rochester Institute of Technology Imaging Science High School Summer Intern Program.This award by the Office of Advanced Cyberinfrastructure is jointly supported by the Division of Biological Infrastructure within the NSF Biosciences Directorate, and by the Division of Information and Intelligent Systems within the NSF Computer and Information Science and Engineering Directorate.This award reflects NSF's statutory mission and has been deemed worthy of support through evaluation using the Foundation's intellectual merit and broader impacts review criteria.
该项目开发了一个3D重建传感系统,该系统可以安装在无人驾驶系统(UAS)上,该系统将被农业研究人员,种植者和服务提供商用于评估作物生长。 将人工智能(AI)技术应用于大规模农业重建应用,感应系统将能够以较大的覆盖面积的作物结构估算较大的覆盖面积的作物结构,其成本要比依赖于光检测和范围(LIDAR)的当前标准低得多。 该项目将仅基于低成本和轻巧的2D激光雷达和彩色相机配置,开发和完善基于神经网络的3D评估工作流程。 研究人员,种植者和服务提供商将根据3D时间系列的作物增长来提取详细的作物结构和预测产量。 该技术将为当前的3D激光雷达传感器方法提供较便宜的替代方法,并且传感系统也可以应用于相关区域,例如高通量表型和一般陆地植被的变化估计。 包括外展和推广活动,以向包括农业研究人员,种植者和服务提供商在内的利益相关者提供研究成果。 博士生,本科生和高中生将通过该项目进行培训,包括通过罗切斯特技术学院成像科学高中暑期实习计划培训高中生的学生。奖项反映了NSF的法定任务,并通过使用基金会的智力优点和更广泛的影响审查标准评估值得支持。

项目成果

期刊论文数量(8)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
An Unsupervised Approach for Simultaneous Visual Odometry and Single Image Depth Estimation
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  • DOI:
    10.1109/lra.2021.3092258
  • 发表时间:
    2021-10
  • 期刊:
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Yawen Lu;Garrett Milliron;John Slagter;G. Lu
  • 通讯作者:
    Yawen Lu;Garrett Milliron;John Slagter;G. Lu
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  • DOI:
    10.48550/arxiv.2304.06136
  • 发表时间:
    2023-04
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
    G. Lu;Sheng Li;Gengchen Mai;Jin Sun;Dajiang Zhu;L. Chai;Haijian Sun;Xianqiao Wang;Haixing Dai
  • 通讯作者:
    G. Lu;Sheng Li;Gengchen Mai;Jin Sun;Dajiang Zhu;L. Chai;Haijian Sun;Xianqiao Wang;Haixing Dai
Bird-View 3D Reconstruction for Crops with Repeated Textures
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