Estimando a orientação das linhas de cana-de-açúcar em imagens aéreas

Detalhes bibliográficos
Autor(a) principal: Ferreira, Raphael Pinto
Data de Publicação: 2022
Tipo de documento: Dissertação
Idioma: eng
Título da fonte: Repositório Institucional da UFSCAR
Texto Completo: https://repositorio.ufscar.br/handle/ufscar/17806
Resumo: With the growth of the world population, the demand for agricultural areas has reached the limits of sustainability. It is then urgent to increase the efficiency of plantations, producing a more significant amount of crop without increasing the planted areas. In this context, the area of Precision Farming has emerged, integrating state-of-the-art technologies into agricultural systems. One of the most demanded cultivars is sugarcane, used both as food and biofuel. In sugarcane harvesting, the precision of a few centimetres is required to prevent the cultivars from being crushed by the harvesters. The autonomous harvesters are guided by satellite positioning systems, whose precision can reach several meters. One proposed solution is to use unmanned aerial vehicles equipped with cameras and other sensors capable of providing real-time information to the harvesters. This work shows the development of image analysis for estimating crop orientation by two heuristic approach using some well-know processing techniques. To validate the solution architecture, an aerial image set was acquired and labeled by experts. To create a robust ground truth, a methodology for fusion of experts voting was used. With the ground truth, the estimating technique was validated, and its implementation was analyzed, presenting performance and quality within the application requirements.
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One of the most demanded cultivars is sugarcane, used both as food and biofuel. In sugarcane harvesting, the precision of a few centimetres is required to prevent the cultivars from being crushed by the harvesters. The autonomous harvesters are guided by satellite positioning systems, whose precision can reach several meters. One proposed solution is to use unmanned aerial vehicles equipped with cameras and other sensors capable of providing real-time information to the harvesters. This work shows the development of image analysis for estimating crop orientation by two heuristic approach using some well-know processing techniques. To validate the solution architecture, an aerial image set was acquired and labeled by experts. To create a robust ground truth, a methodology for fusion of experts voting was used. With the ground truth, the estimating technique was validated, and its implementation was analyzed, presenting performance and quality within the application requirements.Com o crescimento da população mundial a demanda por áreas agrícolas atingiu os limites da sustentabilidade. Por isso há urgência em aumentar a eficiência das plantações, produzindo uma quantidade de colheita mais significativa sem aumentar as áreas plantadas. Nesse contexto, surgiu o campo da Agricultura de Precisão, integrando tecnologias de ponta aos sistemas agrícolas. Uma das cultivares mais demandadas é a cana-de-açúcar, utilizada tanto como alimento quanto como biocombustível. Na colheita da cana-de-açúcar, é necessário precisão de alguns centímetros para evitar que as cultivares sejam esmagadas pelas colhedoras. As colheitadeiras autônomas são guiadas por sistemas de posicionamento por satélite, cuja precisão pode chegar a vários metros. Uma solução proposta é a utilização de veículos aéreos não tripulados equipados com câmeras e outros sensores capazes de fornecer informações em tempo real aos colhedores. Este trabalho mostra o desenvolvimento da análise de imagem para estimar a orientação da cultura por duas abordagens heurísticas usando algumas técnicas de processamento bem conhecidas. Para validar a arquitetura da solução, um conjunto de imagens aéreas foi rotulado por especialistas. Para criar uma comparação robusta, uma metodologia de fusão de votos de especialistas foi usada. Com a verdade absoluta mensurada, a técnica de estimação do ângulo de cultivo foi validada e sua implementação foi analisada, apresentando desempenho e qualidade dentro dos requisitos da aplicação.Não recebi financiamentoengUniversidade Federal de São CarlosCâmpus São CarlosPrograma de Pós-Graduação em Engenharia Elétrica - PPGEEUFSCarAttribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Brazilhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/br/info:eu-repo/semantics/openAccessSensoriamento remotoLinha de colheitaCana-de-açúcarTransformada RadonSavitzky-GolayRemote sensingCrop-rowSugarcaneRadon TransformENGENHARIASEstimando a orientação das linhas de cana-de-açúcar em imagens aéreasEstimating sugarcane rows orientation in aerial imagesinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesis600600de56e654-095a-4d0e-9b7c-6ae4371e0634reponame:Repositório Institucional da UFSCARinstname:Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)instacron:UFSCARCC-LICENSElicense_rdflicense_rdfapplication/rdf+xml; charset=utf-81036https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17806/2/license_rdf36c17387d15ae3a457ba8815a26942c5MD52ORIGINALDissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdfDissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdfapplication/pdf1849019https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17806/1/Dissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf7adc3347072f1b70e2a2a1c179b7422bMD51TEXTDissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf.txtDissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf.txtExtracted texttext/plain123686https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17806/3/Dissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf.txt4e35610ef96cdedc7b8ecb3e30e6d9e2MD53THUMBNAILDissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf.jpgDissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf.jpgIM Thumbnailimage/jpeg5840https://repositorio.ufscar.br/bitstream/ufscar/17806/4/Dissertacao_Mestrado_Estimating_sugarcane_rows_orientation_in_aerial_images_Raphael_Ferreira_UFSCar_compressed.pdf.jpg11edd7be3a5bb3c95952907ea56442f6MD54ufscar/178062024-01-11 15:39:22.656oai:repositorio.ufscar.br:ufscar/17806Repositório InstitucionalPUBhttps://repositorio.ufscar.br/oai/requestopendoar:43222024-01-11T15:39:22Repositório Institucional da UFSCAR - Universidade Federal de São Carlos (UFSCAR)false
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