Detecção de bovinos em imagens de RPA (Aeronave Remotamente Pilotada) com implementação baseada em Mask R-CNN
aprendizado de máquina, drone, pecuária, redes neurais convolutivas
Objetivou-se, com este estudo, realizar a detecção de bovinos de corte com base no imageamento via RPA – Aeronave Remotamente Pilotada, a partir de uma implementação baseada em Mask R-CNN. Foram capturados vídeos de 5 a 10 minutos de um rebanho de 125 fêmeas F1 Angus-Nelore em fase final de terminação, em ambientes de pastagem e confinamento de um sistema semi-intensivo comercial em três altitudes de voo (8, 10 e 15m) do RPA. O pré-processamento dos vídeos não utilizou filtros para diminuição de ruídos e seguiu desde o particionamento em frames até a seleção de imagens aéreas digitais, que totalizaram 1.045 imagens. Foram compostos modelos com até 100 épocas e duas arquiteturas backbones do Mask R-CNN, ResNet50 e ResNet101, para cada conjunto de dados, constituídos a partir das diferentes altitudes de voos mais o database (com dados de todas as altitudes), avaliados sob as métricas Loss, Val_Loss e mAP. ResNet101 demonstrou melhores ajustes que ResNet50 para todos os conjuntos. Altos gaps de Loss foram encontrados para todos os conjuntos de altitudes particularizadas, assinalando overfitting. O database mostrou baixos gaps e altas precisões, com melhor desempenho para época 96 do ResNet101, com 0,2972 (Loss); 0,2422 (Val_Loss) e 93,29% (mAP). A precisão desse modelo para detecção de bovinos em confinamento (82,76%) afetou a média global. A detecção em ambientes de pastagem apresentou alta precisão (98,98%). A implementação proposta se mostrou capaz de detectar bovinos com alta precisão, especialmente em áreas de pastagens, e assinala que o imageamento pode ser realizado nas diferentes altitudes estudadas, permitindo ao gestor rural escolher a altitude de voo do RPA conforme o objetivo do monitoramento e a área a ser explorada.