PT
De forma a dar resposta ao contínuo aumento da população global, a produtividade
das culturas deve ser significativamente aumentada para satisfazer as necessidades alimentares,
garantindo uma fonte de alimento confiável e, ao mesmo tempo, apoiar o desenvolvimento
económico. No entanto, devido às alterações climáticas e à variabilidade do tempo, desafios
antigos relacionados com doenças e infestações de pragas nas vinhas estão a aumentar, exigindo
estratégias de deteção e gestão mais eficientes. Assim, é fundamental assegurar que os níveis de
produtividade projetados sejam alcançados e que as ameaças ao setor agrícola sejam mitigadas
prontamente, de modo a evitar perdas significativas nas colheitas.
Esta dissertação propõe uma solução portátil e fácil de utilizar para diagnosticar, no local,
doenças e pragas nas folhas de videira, com apresentação imediata dos resultados. O sistema
desenvolvido utiliza uma plataforma de computação de borda, Raspberry Pi 5, uma câmara de
alta resolução, um modelo pré-treinado YOLOv8s e um touchscreen para visualização de dados.
O modelo YOLOv8s foi pré-treinado com uma base de dados personalizada com imagens de
seis tipos diferentes de doenças e pragas de videira, alcançando um valor mAP@50 de 0,92.
O sistema foi testado e validado numa vinha, onde a sua viabilidade e robustez para
detetar no terreno foram confirmadas. Considerando a variabilidade de fatores ambientais
presentes no terreno, que afetou, por vezes, a análise do modelo, o mesmo obteve uma notável
pontuação média de precisão de 0,83. Além disso, o sistema demonstrou uma alta durabilidade,
comprovando a sua aplicabilidade para utilizações contínuas e prolongadas.
EN
In order to respond to the ongoing increase in the global population, crop productivity
must be substantially improved to meet food and feed requirements, ensuring a reliable food
source, and simultaneously supporting economic development. However, climate change and
weather variability are exacerbating longstanding diseases and pest infestation challenges in
vineyards, demanding more efficient detection and management strategies. Thus, it is essential
to ensure that projected crop productivity targets are achieved and that agricultural threats are
promptly mitigated to prevent significant crop losses.
This dissertation proposes a portable and user-friendly on-edge solution for on-site
diagnosis of diseases and pests in grapevine leaves, with immediate results communication. The
system leverages an edge computing platform, Raspberry Pi 5, with a high-resolution camera, a
pre-trained YOLOv8s model, and a touchscreen interface for data visualisation. The YOLOv8s
model was pre-trained using a customised dataset, containing images of six different types of
grapevine diseases and pests, achieving an mAP@50 value of 0.92.
The system was tested and validated directly in a vineyard, where its feasibility and
robustness in on-site detection were confirmed. Considering the variability of environmental
factors present during field deployment, which often affect the model’s analysis, the model
achieved a notable average accuracy score of 0.83. Furthermore, the system also demonstrated
confident durability, proving its suitability for prolonged, continuous use.