Supervisión autónoma de cultivos agrícolas por medio de vehículos aéreos no tripulados (UAV) usando técnicas de procesamiento de imágenes y fotogrametría

Abstract

Las proyecciones del crecimiento en la población mundial para el a~no 2050, que de acuerdo a la ONU alcanzara los 9.7 millones de personas, requiere que desde ya se empiecen a generar herramientas y soluciones que permitan aprovechar los recursos disponibles de una manera e ciente y responsable, especialmente en el sector agrícola. Es allí donde elementos como los drones pueden ser utilizados para llevar a cabo tareas que integren metodologías de áreas como la agricultura de precisión, visión por computadora, entre muchas mas, para apoyar las diferentes tareas del agro. Este trabajo de tesis se enfoca en la generación de un algoritmo para automatizar parte del flujo de trabajo al utilizar drones en tareas de supervisión. Mediante este trabajo se otorga al dron la capacidad de identi ficar los cultivos y características asociadas a ellos por medio de técnica de visión por computador, para posteriormente utilizar dichas características en la generación de un plan de vuelo que permita recorrer el cultivo de una manera e ciente, todo esto en tiempo real y siguiendo los lineamientos del uso del espacio áereo en Colombia. Esto con el objetivo de obtener un registro fotográfi co del entorno de trabajo para que pueda ser utilizado posteriormente para extraer información relevante y tomar decisiones. A lo largo del documento se exponen las metodologías y herramientas utilizadas durante el desarrollo del proyecto, así como la justi cación de su escogencia. Se desarrollo un entorno de simulación de ambientes agrícolas, el cual puede comunicarse directamente con un sistema autopiloto para emular en un alto grado de similitud las condiciones de operación reales de un dron. Se presentan los resultados obtenidos mediante el algoritmo, junto con su respectivo análisis. También se entregan recomendaciones y sugerencias para mejorar los resultados obtenidos, as como posibles soluciones que pueden hacer uso del algoritmo y dar continuidad al proyecto.

Projections of world population growth by 2050, which of UN agreement will reach 9.7 million people, it requires that from now on start generating tools and solutions that allow you to take advantage of resources available in an efficient and responsible manner, especially in the agricultural sector. It is there where elements such as drones can be used to carry out tasks that integrate methodologies from areas such as precision agriculture, vision by computer, among many more, to support the different tasks of agriculture. This thesis work focuses on the generation of an algorithm to automate part of the workflow when using drones in supervisory tasks. Through this work is given to the drone the ability to identify crops and characteristics associated with them by means of computer vision technique, for later use these characteristics in the generation of a flight plan that allows tour the crop in an efficient way, all this in real time and following the guidelines for the use of airspace in Colombia. This with the objective of obtain a photographic record of the work environment so that it can be used later to extract relevant information and make decisions. Throughout the document the methodologies and tools used are exposed during the development of the project, as well as the justification of your choice. It developed an environment of simulation of agricultural environments, which can communicate directly with a autopilot system to emulate in a high degree of similarity the actual operating conditions of a drone. The results obtained are presented by the algorithm, along with their respective analysis. Recommendations are also delivered and suggestions to improve the results obtained, as well as possible solutions that can make use of the algorithm and give continuity to the project.