アクティブビジョンとゼロショット学習による農業環境認識の強化
Enhancing Agricultural Environment Perception via Active Vision and Zero-Shot Learning
果実収穫ロボットのためのアクティブビジョンとゼロショット学習を組み合わせたROS 2パイプラインを提案し、動的な3D再構成と未知環境でのセグメンテーションを実現した。
著者: Michele Carlo La Greca, Mirko Usuelli, Matteo Matteucci
分類: cs.RO, cs.AI
原文アブストラクト
Agriculture, fundamental for human sustenance, faces unprecedented challenges. The need for efficient, human-cooperative, and sustainable farming methods has never been greater. The core contributions of this work involve leveraging Active Vision (AV) techniques and Zero-Shot Learning (ZSL) to improve the robot's ability to perceive and interact with agricultural environment in the context of fruit harvesting. The AV Pipeline implemented within ROS 2 integrates the Next-Best View (NBV) Planning for 3D environment reconstruction through a dynamic 3D Occupancy Map. Our system allows the robotics arm to dynamically plan and move to the most informative viewpoints and explore the environment, updating the 3D reconstruction using semantic information produced through ZSL models. Simulation and real-world experimental results demonstrate our system's effectiveness in complex visibility conditions, outperforming traditional and static predefined planning methods. ZSL segmentation models employed, such as YOLO World + EfficientViT SAM, exhibit high-speed performance and accurate segmentation, allowing flexibility when dealing with semantic information in unknown agricultural contexts without requiring any fine-tuning process.
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