Sistema de entrenamiento para poda de uvas viníferas basado en imágenes digitales y reconstrucción 3D por estereovisión

Abstract

El presente trabajo de Memoria de Título propone una herramienta para la capacitación de personal encargado en la tarea de poda en la agricultura, en particular, enfocado hacia la actividad vitivinícola basado en un sistema interactivo compuesto de imágenes digitales de la vid y reconstrucción de la distribución espacial de sus ramas mediante visión estéreo. Dicho sistema tiene como fin el poder evaluar de manera formal las decisiones de los operarios antes de salir a terreno a realizar su trabajo. Se utilizaron imágenes de la parra obtenidas por un par de cámaras digitales. El procesamiento de las imágenes y desarrollo de la aplicación se hizo en el software MATLAB versión R2014a. El set-up experimental montado en el Laboratorio de Control del DIE-UDEC constó de parras dispuestas con un telón de fondo blanco y un trípode para el montaje de las cámaras. En lo referente a la reconstrucción tridimensional se hizo la calibración del sistema de cámaras estéreo obteniendo sus parámetros internos y la relación geométrica de ambas haciendo pruebas de triangulación y medición de objetos para verificar sus resultados [2]. Posteriormente se rectificaron imágenes de la vid como paso previo a la búsqueda de correspondencias. Estas correspondencias se determinaron utilizando el método basado en el área de Block Matching [3] y finalmente obteniendo una reconstrucción 3D de la vid a partir de mapas de disparidad de las imágenes. El método de evaluación propuesto analiza los puntos de corte ingresados por el experto y los operarios en las imágenes en 2D en base a la distancia geodésica [18] dentro de la parra. Se realizó una función que determina una calificación tanto cuantitativa como cualitativa de las decisiones de los operarios. Finalmente la reconstrucción 3D y el método de evaluación se combinan en una interfaz gráfica permitiendo a los operarios ingresar puntos de corte sobre las imágenes, visualizando la reconstrucción 3D de la parra y siendo evaluados de acuerdo a la opinión del experto. Las pruebas demostraron que la reconstrucción tridimensional permite visualizar la distribución espacial de la parra ayudando a la toma de decisiones y el método de evaluación logra calificar de manera formal el criterio adoptado por los operarios en determinar puntos de corte para la poda.