Insects are the most important global pollinator of crops and play a key role in maintaining the sustainability of natural ecosystems. Insect pollination monitoring and management are therefore essential for improving crop production and food security. Computer vision facilitated pollinator monitoring can intensify data collection over what is feasible using manual approaches. The new data it generates may provide a detailed understanding of insect distributions and facilitate fine-grained analysis sufficient to predict their pollination efficacy and underpin precision pollination. Current computer vision facilitated insect tracking in complex outdoor environments is restricted in spatial coverage and often constrained to a single insect species. This limits its relevance to agriculture. Therefore, in this article we introduce a novel system to facilitate markerless data capture for insect counting, insect motion tracking, behaviour analysis and pollination prediction across large agricultural areas. Our system is comprised of Edge Computing multi-point video recording, offline automated multi-species insect counting, tracking and behavioural analysis. We implement and test our system on a commercial berry farm to demonstrate its capabilities. Our system successfully tracked four insect varieties, at nine monitoring stations within a poly-tunnel, obtaining an F-score above 0.8 for each variety. The system enabled calculation of key metrics to assess the relative pollination impact of each insect variety. With this technological advancement, detailed, ongoing data collection for precision pollination becomes achievable. This is important to inform growers and apiarists managing crop pollination, as it allows data-driven decisions to be made to improve food production and food security.


翻译:昆虫是最重要的全球作物授粉者,在保持自然生态系统可持续性方面发挥着关键作用;因此,昆虫授粉监测和管理对于改善作物生产和粮食安全至关重要; 计算机愿景促进的授粉器监测能够加强数据收集,而使用人工方法,可以加强关于可行方法的数据收集; 其产生的新数据可以提供对昆虫分布的详细了解,便利细微的细化分析,足以预测其授粉效力,支持精确的授粉分析; 目前的计算机愿景有助于在复杂的户外环境中进行昆虫追踪,其空间覆盖面有限,往往限于单一的昆虫物种; 这限制了其与农业的相关性。 因此,在本篇文章中,我们引入了一个新型系统,为昆虫计数、昆虫运动追踪、行为分析和授粉预测收集无标记的数据,在大型农业地区进行无标记的数据收集; 我们的多点记录、离线多谱记录、追踪和行为分析,以展示其能力; 我们的系统成功地追踪了四个昆虫品种,在9个监测站内,在多颗粒的授粉中,通过不断进行精确的计算,从而进行可靠的计算。

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