{{{sourceTextContent.title}}}

Dispositif économique pour l'observation de la température des cultures à l'aide de caméras infrarouges thermiques et de caméras RVB

{{{sourceTextContent.subTitle}}}

Le coût total de l'appareil était d'environ 400 $, ce qui est nettement moins cher que les caméras infrarouges thermiques " prêtes à l'emploi ".

{{{sourceTextContent.description}}}

Des chercheurs de l'Université du Missouri et de l'Agricultural Research Service de l'USDA ont conçu un appareil d'imagerie qui peut contourner les coûts élevés traditionnels et les défis logistiques liés à l'utilisation de l'imagerie infrarouge thermique pour surveiller la santé des cultures.

Une plante qui reçoit assez d'eau transpire à travers des pores microscopiques appelés stomates, qui refroidissent les feuilles de la plante. Si une plante ne reçoit pas assez d'eau, la transpiration réduite augmente la température de ses feuilles. La mesure de la chaleur d'un champ de culture peut donc déterminer si les plantes reçoivent suffisamment d'eau.

Les caméras infrarouges thermiques sont la principale méthode utilisée pour mesurer la température des plantes. Si les images de ces caméras sont combinées avec des images RVB, les régions d'intérêt (ROI) peuvent être définies et les informations de température du sol environnant peuvent être ignorées. Les caméras infrarouges thermiques sont toutefois coûteuses, ce qui peut interdire leur utilisation par les propriétaires de petites fermes.

Les chercheurs à l'origine de l'étude intitulée "Développement d'un capteur multi-bandes pour la mesure de la température des cultures" ont fabriqué un système combiné thermique/RVB plus abordable, appelé le système multi-bandes pour l'imagerie d'un couvert végétal (MSICC).

Le système utilise une carte de développement USB Teensy v3.2, alimentée par un processeur ARM Cortex M4 de 72 MHz comme CPU ; une caméra Lepton LWIR de FLIR Systems avec une matrice de 80 x 60 pixels, une sensibilité de 8 à 14 µm et un champ de vision horizontal de 51° ; et un capteur ArduCAM Mini avec un objectif 3,6 mm x 2,7 mm, 2 MPixel OV2640 de OmniVision Technologies et 3,6 mm avec 52° champ de vision.

Une carte de circuit imprimé (PCB) a été conçue comme interface pour les composants. Le coût total de l'appareil était d'environ 400 $, ce qui est nettement moins cher que les caméras infrarouges thermiques " prêtes à l'emploi "

Le MSICC a été testé au South Farm Research Center de l'Université du Missouri sur deux champs de soja, l'un avec un couvert complet et l'autre avec un sol visible sur l'image, le MSICC étant suspendu à 0,9 m au-dessus du couvert végétal. Les images et l'analyse de température du MSICC ont été comparées aux données d'un thermomètre infrarouge observant les mêmes champs de culture.

Les images des caméras LWIR et RVB ont été alignées et soumises à un algorithme de segmentation pour séparer les pixels des plantes et du sol dans les images, en fonction des différences de température. Les données du LWIR étaient précises à 0,65°C près, d'après la comparaison avec les mesures de l'IRT.

L'algorithme était plus efficace lorsque le sol était clairement visible avec le champ de vision des caméras. Sinon, l'algorithme pourrait séparer les parties ombragées de la plante de celles exposées à la lumière directe du soleil. Les chercheurs ont déterminé qu'un algorithme basé sur la couleur et un filtre IR pourraient améliorer le système et l'empêcher de confondre les zones ombragées des plantes avec le sol.