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Detection of coffee fruits on tree branches using computer vision
(Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", 2022-09-12) Bazame, Helizani Couto; Molin, José Paulo; Althoff, Daniel; Martello, Maurício
Coffee farmers do not have efficient tools to have sufficient and reliable information on the maturation stage of coffee fruits before harvest. In this study, we propose a computer vision system to detect and classify the Coffea arabica (L.) on tree branches in three classes: unripe (green), ripe (cherry), and overripe (dry). Based on deep learning algorithms, the computer vision model YOLO (You Only Look Once), was trained on 387 images taken from coffee branches using a smartphone. The YOLOv3 and YOLOv4, and their smaller versions (tiny), were assessed for fruit detection. The YOLOv4 and YOLOv4-tiny showed better performance when compared to YOLOv3, especially when smaller network sizes are considered. The mean average precision (mAP) for a network size of 800 × 800 pixels was equal to 81 %, 79 %, 78 %, and 77 % for YOLOv4, YOLOv4-tiny, YOLOv3, and YOLOv3-tiny, respectively. Despite the similar performance, the YOLOv4 feature extractor was more robust when images had greater object densities and for the detection of unripe fruits, which are generally more difficult to detect due to the color similarity to leaves in the background, partial occlusion by leaves and fruits, and lighting effects. This study shows the potential of computer vision systems based on deep learning to guide the decision-making of coffee farmers in more objective ways.
Influência da adubação em doses variadas na produtividade e no estado nutricional da cultura do café (Coffea arabica L.)
(Escola Superior de Agricultura “Luiz de Queiroz”- Universidade de São Paulo, 2010) Faulin, Gustavo Di Chiacchio; Molin, José Paulo
As técnicas utilizadas na agricultura de precisão agregam não só ferramentas para o diagnóstico das causas da variabilidade encontrada nas lavouras, como também soluções para o convívio ou correção dessa variabilidade. O Brasil é o maior produtor mundial de café e ainda hoje apresenta um mercado em franca expansão. Por isso, em razão do potencial produtivo e da lucratividade da cultura do café, atualmente o interesse pelas técnicas de manejo localizado e a procura por novas tecnologias estão aumentando. O objetivo do presente trabalho foi avaliar a influência do manejo localizado das adubações de nitrogênio, fósforo e potássio, na produtividade e no estado nutricional do cafeeiro. Para isso, foram utilizadas quatro áreas comerciais, sendo uma localizada no município de Gália, SP, conduzida durante quatro safras, e três no município de Patrocínio, MG, conduzidas durante três safras. Estabeleceram-se dois tratamentos para testar a hipótese do aumento da produtividade e a manutenção do estado nutricional do cafeeiro com aplicações localizadas dos nutrientes nitrogênio, fósforo e potássio, em doses variáveis. Como resultados foram observados que as adubações de nitrogênio, fósforo e potássio aplicadas em doses variáveis aumentaram a produtividade do cafeeiro em 240,0 kg ha-1 , quando somadas todas as safras. Houve redução do consumo do nitrogênio em 134,7 kg ha-1 e do potássio em 82,0 kg ha-1 , e para o nutriente fósforo ocorreu um aumento no consumo de 65,0 kg ha-1 . A avaliação do estado nutricional das plantas de cafeeiro mostrou-se apropriada para possíveis correções das doses dos nutrientes durante a adubação.
Test procedure for variable rate fertilizer on coffee
(Editora da Universidade Estadual de Maringá - EDUEM, 2010-10) Molin, José Paulo; Motomiya, Anamari Viegas de Araujo; Frasson, Flavia Roncato; Faulin, Gustavo Di Chiacchio; Tosta, Wanderson
The objective was to develop and test a procedure for applying variable rates of fertilizers and evaluate yield response in coffee (Coffea arabica L.) with regard to the application of phosphorus and potassium. The work was conducted during the 2004 season in a 6.4 ha field located in central São Paulo state. Two treatments were applied with alternating strips of fixed and variable rates during the whole season: one following the fertilizing procedures recommended locally, and the other based on a grid soil sampling. A prototype pneumatic fertilizer applicator was used, carrying two conveyor belts, one for each row. Harvesting was done with a commercial harvester equipped with a customized volumetric yield monitor, separating the two treatments. Data were analyzed based on geostatistics, correlations and regressions. The procedure showed to be feasible and effective. The area that received fertilizer applications at a variable rate showed a 34% yield increase compared to the area that received a fixed rate. The variable rate fertilizer resulted in a savings of 23% in phosphate fertilizer and a 13% increase in potassium fertilizer, when compared to fixed rate fertilizer. Yield in 2005, the year after the variable rate treatments, still presented residual effect from treatments carried out during the previous cycle.