Sistema basado en visión computacional para monitorear las señales básicas biológicas de hojas de aguacate
Ilustraciones, cuadros, gráficas
- Autores:
-
Vélez Mosquera, Andrés Felipe
Castaño Castro, Julián Andrés
- Tipo de recurso:
- Trabajo de grado de pregrado
- Fecha de publicación:
- 2023
- Institución:
- Universidad de San Buenaventura
- Repositorio:
- Repositorio USB
- Idioma:
- spa
- OAI Identifier:
- oai:bibliotecadigital.usb.edu.co:10819/13086
- Acceso en línea:
- https://hdl.handle.net/10819/13086
- Palabra clave:
- Visión computacional
Dispositivos electrónicos
Python (Lenguaje de programación)
Raspberry Pi (computador)
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Para el desarrollo de este proyecto se consideró la metodología Design Thinking la cual permitió abordar las necesidades del productor, del técnico agropecuario y del personal que labora en el cultivo, se identificó las señales biológicas que son sensibles de medición para establecer el estado nutricional del árbol. En este caso se identificó el monitoreo de las hojas, dado que su color es un indicador de las necesidades de fertilización, quemadura por exposición por el sol o la afectación de una plaga. También se identificó las necesidades del dispositivo, encontrando la portabilidad, accesibilidad, costos y operatividad, como requisitos. Frente a lo anterior, se procedió a implementar un dispositivo a partir de una Raspberry Pi y el uso de una cámara web con una batería portátil. Considerando las necesidades del personal responsable del cuidado del árbol, se optó por considerar el diseño de un dispositivo portable el cual a través de una cámara pueda tomar video y fotografías para realizar el monitoreo e identificar por medio de técnicas basadas en el procesamiento digital de imágenes si las hojas se encuentran dentro de los parámetros normales de desarrollo. Para el dispositivo, en su parte física, se utilizó una Raspberry Pi, una cámara web, fuente de alimentación y una pantalla LCD. Para la parte, lógica; se programó la aplicación utilizando Phyton, la librería de Open CV y se diseñó una base de datos para el almacenamiento de los distintos registros o pruebas realizadas. La aplicación se diseñó para que el usuario pueda escoger entre diferentes tipos de árbol: aguacate lorena, hass y guayacán. Así mismo, se diseñó una base de datos para ser almacenada en la memoria interna del dispositivo, así de forma consecutiva se genera una tabla con las siguientes columnas: ID, Fecha, Hora, Tipo de Árbol y Estado de la Hoja, así se tiene un registró histórico de las pruebas realizadas. Para la evaluación del dispositivo se hizo pruebas en un vivero que reproduce árboles de aguacate para su cultivo, se realizó una prueba con un lote de 10 árboles según el resultado 70% de hojas están en buen estado, es decir, en los casos en que el dispositivo captó hojas dentro de la gama de SISTEMA BASADO EN VISIÓN COMPUTACIONAL PARA MONITOREAR LAS SEÑALES… 11 verdes que se definieron como parámetros normales este definió el árbol como: “hoja en buen estado”, y 30% arrojó la alerta de “hoja en mal estado”. En el 100% de los casos se acertó con la revisión o diagnóstico.Monitoring and controlling the development of a tree to its productive age requires knowledge, resources and personnel. In the case of avocado, this becomes complex considering the number of trees in a crop. Given this need, the opportunity arises to implement technological tools that reduce the cost of monitoring. The objective of this research is to design a system based on computer vision to monitor the basic biological signals of avocado tree leaves. For the development of this project, the Design Thinking methodology was considered, which made it possible to address the needs of the producer, the agricultural technician and the personnel who work in the crop, the biological signals sensitive to measurement were identified to establish the nutritional status of the tree. In this case, the monitoring of the leaves was identified, given that their color is an indicator of fertilization needs, burns due to sun exposure or impact of a pest. The needs of the device were also identified, finding portability, accessibility, costs and operability as requirements. Faced with the above, a device was implemented from a Raspberry Pi, the use of a webcam with a portable battery. Considering the needs of the personnel responsible for caring for the tree, it was decided to consider the design of a portable device that, through a camera, can take video and photographs to carry out monitoring and identification using techniques based on digital image processing. if the leaves are within normal development parameters. For the device, in its physical part, a Raspberry Pi, a webcam, power supply and an LCD screen were used. For its part, logic; The application was programmed using Python, the Open CV library, and a database was designed to store the different records or tests performed. The application was designed so that the user can choose between different types of tree: lorena avocado, hass and guayacán. Likewise, a database was designed to be stored in the internal memory of the device, in this way a table is consecutively generated with the following columns: ID, Date, Time, Tree Type and Sheet State, thus having a historical record of the tests carried out. outside. To evaluate the device, tests were carried out in a nursery that reproduces avocado trees for cultivation. A test was carried out with a batch of 10 trees according to the result: 70% of the leaves are in good condition, that is, in cases where the device captured leaves within the green range that were defined as normal parameters. It defined the tree as: “leaf in good condition,” and 30% gave the alert “leaf in poor condition.” In 100% of cases the review or diagnosis was correct.PregradoIngeniero Multimedia95 páginasapplication/pdfCastaño, J. A., Vélez M. A. Sistema basado en visión computacional para monitorear las señales básicas biológicas de hojas de aguacate. Trabajo de grado profesional, Ingeniería Multimedia, Universidad de San Buenaventura Cali (Valle del Cauca), 2023.instname:Universidad de San Buenaventurareponame:Repositorio Institucional Universidad de San Buenaventurarepourl:https://bibliotecadigital.usb.edu.co/https://hdl.handle.net/10819/13086spaUniversidad de San BuenaventuraCaliFacultad de IngenieríaCaliIngeniería Multimedia[1] J. E. Bonells, “Problemática de los árboles en la ciudad – Jardines sin fronteras”, https://jardinessinfronteras.com/2018/01/30/problematica-de-los-arboles-en-la-ciudad. [2] D. Aguilar Sandí, “¿Qué es un árbol?”, Rev Biol Trop, p. Blog, jun. 2019, doi: 10.15517/rbt.v0i3.37682. [3] D. Carvajal-Vanegas y J. Calvo-Alvarado, “Tasas de crecimiento, mortalidad y reclutamiento de vegetación en tres estadios sucesionales del bosque seco tropical, Parque Nacional Santa Rosa, Costa Rica”, Revista Forestal Mesoamericana Kurú, vol. 10, núm. 25, p. 1, jun. 2013, doi: 10.18845/rfmk.v10i25.1371. 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