異なるセンサを用いた実果樹園環境における3D階層的パノプティックセグメンテーション
3D Hierarchical Panoptic Segmentation in Real Orchard Environments Across Different Sensors
リンゴ果樹園の3Dデータに対し、樹木・幹・果実の意味/インスタンス分割を同時に行い、木ごとの果実数を推定できる階層的パノプティックセグメンテーション手法を提案し、実環境データセットも公開した。
著者: Matteo Sodano, Federico Magistri, Elias Marks, Fares Hosn, Aibek Zurbayev, Rodrigo Marcuzzi, Meher V. R. Malladi, Jens Behley, Cyrill Stachniss
分類: cs.CV, cs.RO
原文アブストラクト
Crop yield estimation is a relevant problem in agriculture, because an accurate yield estimate can support farmers' decisions on harvesting or precision intervention. Robots can help to automate this process. To do so, they need to be able to perceive the surrounding environment to identify target objects such as trees and plants. In this paper, we introduce a novel approach to address the problem of hierarchical panoptic segmentation of apple orchards on 3D data from different sensors. Our approach is able to simultaneously provide semantic segmentation, instance segmentation of trunks and fruits, and instance segmentation of trees (a trunk with its fruits). This allows us to identify relevant information such as individual plants, fruits, and trunks, and capture the relationship among them, such as precisely estimate the number of fruits associated to each tree in an orchard. To efficiently evaluate our approach for hierarchical panoptic segmentation, we provide a dataset designed specifically for this task. Our dataset is recorded in Bonn, Germany, in a real apple orchard with a variety of sensors, spanning from a terrestrial laser scanner to a RGB-D camera mounted on different robots platforms. The experiments show that our approach surpasses state-of-the-art approaches in 3D panoptic segmentation in the agricultural domain, while also providing full hierarchical panoptic segmentation. Our dataset is publicly available at https://www.ipb.uni-bonn.de/data/hops/. The open-source implementation of our approach is available at https://github.com/PRBonn/hapt3D.
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