Utilisation des smartphones pour caractériser la production de café

sensors_smartphone

 

Sources : Giraldo et al., 2017

Un travail de recherche appliqué publié dans la revue scientifique « sensors » par des chercheurs Colombiens du Centro Nacional de Investigaciones de Café. Ce travail est intéressant à plusieurs titres :
– il propose l’utilisation d’un dispositif de mesure « Low Cost » ou frugal adapté aux conditions particuliéres de la Colombie,
– il propose une approche originale basée sur l’utilisation des accéléromètres du smartphone pour détecter les déplacements de l’opérateur et améliorer la précision de localisation (au moins en relatif) des points de mesures. L’originalité est basée sur une « fusion » des informations apportées par le récepteur GPS et les accéléromètres du smartphone avec une précision relative annoncée par les auteurs de plus ou moins 15 cm. Attention, la précision de la localisation en absolue reste fortement impactée par l’imprécision liées au positionnement en mode naturel (env plus ou moins 5 m.),
– il propose à partir d’images vidéo acquises, de sélectionner et stocker les images qui sont le plus informatives (netteté, contraste, etc.).

A noter que le dispositif ne permet pas d’extraire automatiquement des paramètres pertinents à partir des images. L’objectif est de géo référencer des informations brutes de qualité qui pourront faire l’objet d’une expertise ou d’un traitement particulier dans un deuxième temps. La mise en place d’un traitement d’images embarqué n’est pas mentionné dans les perspectives de l’article. Peut-être est-ce lié à des aspects sociaux et organisationnels de la production du café en Colombie qui ne nécessitent pas cette étape.

Résumé de l’artice : Smartphones show potential for controlling and monitoring variables in agriculture. Their processing capacity, instrumentation, connectivity, low cost, and accessibility allow farmers (among other users in rural areas) to operate them easily with applications adjusted to their specific needs. In this investigation, the integration of inertial sensors, a GPS, and a camera are presented for the monitoring of a coffee crop. An Android-based application was developed with two operating modes: (i) Navigation: for georeferencing trees, which can be as close as 0.5 m from each other; and (ii) Acquisition: control of video acquisition, based on the movement of the mobile device over a branch, and measurement of image quality, using clarity indexes to select the most appropriate frames for application in future processes. The integration of inertial sensors in navigation mode, shows a mean relative error of ±0.15 m, and total error ±5.15 m. In acquisition mode, the system correctly identifies the beginning and end of mobile phone movement in 99% of cases, and image quality is determined by means of a sharpness factor which measures blurriness. With the developed system, it will be possible to obtain georeferenced information about coffee trees, such as their production, nutritional state, and presence of plagues or diseases.

références : Giraldo, P. J. R., Aguirre, Á. G., Muñoz, C. M., Prieto, F. A., & Oliveros, C. E. (2017). Sensor Fusion of a Mobile Device to Control and Acquire Videos or Images of Coffee Branches and for Georeferencing Trees. Sensors, 17(4), 786.

France Agricole – « Je géolocalise mes chèvres »

Ce témoignage est intéressant pour une utilisation concrète de la géolocalisation et du smartphone en élevage:

http://www.lafranceagricole.fr/elevage/je-geolocalise-mes-chevres-1,1,1639270030.html

Certes moins authentique que les cloches, un système de géolocalisation sur le collier d’une chèvre permet de suivre en direct  le parcours du troupeau et facilite le métier de ces éleveurs.

Et quatre satellites de plus pour Galiléo !

Jeudi 17 novembre, quatre satellites sont venus compléter la constellation du futur système européen de radionavigation. Ces quatre satellites supplémentaires devraient permettre de rendre le positionnement européen opérationnel  d’ici à la fin de l’année ! En effet, avec quinze satellites opérationnels – sur la trentaine prévue d’ici à 2020 –, Galileo disposera d’une couverture suffisante pour commencer à exister à côté de son grand rival, le Global Positioning System (GPS) américain. Les européens seront ainsi dotés de leur propre système de navigation jusqu’ici dominé par le GPS des Etats-Unis, le Glonass russe et le Beidou chinois.

Galileo est un programme de européen de plus de 10 milliards d’euros. Lancé en 1999, Galileo a pris sept ans de retard sur son calendrier initial.

En savoir plus sur http://www.lemonde.fr/economie/article/2016/11/15/galileo-le-gps-europeen-pourrait-etre-operationnel-d-ici-la-fin-de-l-annee_5031503_3234.html#0AU4zYew52tMCmHD.99

ENEO compare 5 « GPS » Bluetooth pour smartphone

eneo_gps

ENEO a publié en français, les résultats d’une comparaison de 5 récepteurs GNSS bluetooth submétriques pour smartphone. Ces résultats sont issus d’une étude publiée par http://anatumfieldsolutions.com/2016/03/14/submeter-gnss-field-tested-compared/

La synthèse proposée par ENEO est disponible à l’adresse suivante : http://eneo.fr/fr/comparaison-gps-bluetooth-submetrique-smartphone/

L’Australie va devoir se décaler de 1 mètre vers le nord

Un article intéressant qui met en évidence l’extrême rigueur dans l’élaboration de données de référence que nécessite l’utilisation d’outils de localisation de plus en plus précis et performants. Notons que ces aspects ne posent pas de problème lorsque la localisation est utilisée de manière relative (ce qui est le cas de beaucoup d’applications en agriculture de précision). Ils deviennent toutefois déterminant lorsque la localisation est utilisée en absolu.

Selon un article du monde, « L’Australie se déplace de 7 centimètres vers le nord par an en raison des mouvements tectoniques. Il en résulte que l’Australie est décalée de 1 mètre… du moins ses coordonnées géographiques, selon l’institut scientifique officiel Geoscience Australia. Un petit écart qui risque de provoquer un casse-tête pour les nouvelles technologies fondées sur des données précises de géolocalisation, comme les voitures sans conducteur ou les applications géolocalisées en agriculture. Ce pays géant va donc devoir corriger sa latitude et sa longitude afin de les mettre en ligne avec les données des systèmes de navigation par satellite.  »

« L’Australie se déplace de 7 centimètres vers le nord par an en raison des mouvements tectoniques, une dérive que les coordonnées géographiques doivent prendre en compte, a déclaré Dan Jaksa, de Geoscience Australia, à la chaîne de télévision Australian Broadcasting Corporation. »

Les outils d’agriculture de précision dans les golfs et sur les stades de football

AgleaderSources : Ag Leader

On en parle peu, tout du moins dans ce blog, mais les outils d’agriculture de précision et surtout les systèmes d’aide au guidage ou de guidage automatique sont aussi présents dans le secteur des golf, des terrains de sport, etc. La société Ag Leader, bien connue pour ces équipements dans le monde agricole propose par exemple toute une gamme d’outil d’aide au guidage adapté, en particulier pour aider à l’opération de  tonte.

 

Peut-on mesurer précisément la vitesse d’avancement des machines avec des récepteurs GNSS (GPS) en mode naturel

C’est une question qui a été investiguée par une équipe de chercheurs turcs de l’université de Mustafa Kemal. Cette question est particulièrement intéressante car le principe du positionnement GNSS en mode  naturel à bas coût (type récepteur de randonnée proposé par les sociétés Garmin, Magellan, etc.) génèrent des erreurs auto-corrélées dans le temps. Deux positions consécutives peuvent s’avérer éloignées de la localisation réelle du point de mesure (jusqu’à 10-15 m en mode naturel, jusqu’à 2-3 m avec la correction EGNOS ou WAAS) mais sont cohérentes entre elles. Cette caractéristique du positionnement GNSS implique qu’une mesure précise de la vitesse est possible malgré cet imprécision du positionnement absolu. Les chercheurs ont donc cherché à voir, pour deux types de récepteurs bon marché (Garmin et Magellan) la précision de la mesure de la vitesse qui pouvait être attendue dans différentes conditions. Les résultats montrent que ces récepteurs permettent une estimation précise de la vitesse en condition stationnaire (vitesse constante). En revanche, les phases d’accélération et de décélération sont estimées avec un décalage causé par les algorithmes de filtrage interne aux appareils. Les chercheurs proposent une approche permettant d’estimer ce décalage et d’en corriger les effets. Cette approche permet d’améliorer les résultats en phase transitoire mais pour être opérationnelle, elle suppose que les constructeurs de récepteur publient ces caractéristiques, ce qui n’est actuellement pas le cas. C’est une recommandation des auteurs à l’attention des constructeurs de matériel.

résumé : A global positioning system (GPS) receiver is an important sensor used in modern farming, particularly in precision agriculture to determine geographic location and ground speed. The aim of this study was to investigate the effectiveness of two low-cost GPS receivers for measuring ground speed under varying speed conditions on four different dates. A rotary shaft encoder on an auxiliary wheel mounted on an agricultural tractor was used as a reference. A significant time lag between the rotary encoder speed and the GPS speed was found over a range of speeds. It was observed that the GPS speed lagged the encoder speed in both increasing and decreasing speeds. The average time lag was found to be between 3.6 and 5.2 s for Receiver 1 while Receiver 2 had a time lag from 1.7 to 2.5 s. A significant difference was found between the two receivers for increasing and decreasing speeds in terms of time lags (P < 0.05). A post correction by shifting the GPS speed increased the accuracy of the speed measurement capability of both receivers resulting in an average correlation coefficient of 0.30–0.90 for Receiver 1 and 0.65–0.98 for Receiver 2. Effect of USB-to-COM converter was also studied and it did not have a significant effect on time delay. The GPS receivers provided reliable data during constant speed operating conditions; however, caution should be exercised in varying speed conditions when using low-cost GPS receivers. Also, the companies that produce GPS-based speed sensors should supply technical specifications related to velocity estimates during acceleration and deceleration.

Keskin, M., Sekerli, Y. E., & Kahraman, S. (2016). Performance of two low-cost GPS receivers for ground speed measurement under varying speed conditions. Precision Agriculture, 1-14. 

2 NOUVEAUX SATELLITES GALILEO EN ORBITE !

Avec l’actualité en cours, personne n’a évoqué cette nouvelle. Mardi 24 mai 2016, une fusée Soyouz a décollé avec succès du Centre spatial guyanais. A son bord : les 13e et 14e satellites Galileo. Ces lancements devraient se poursuivre cet automne. Malgré quelques retards sur le projet, l’Europe est sur le point de disposer de son propre système de navigation par satellite.

Toutes les nouvelles y compris les video du lancement à l’adresse suivante : https://galileo-mission.cnes.fr/fr/2-nouveaux-satellites-galileo-en-orbite

Comment le guidage GNSS des machines peut permettre de limiter l’érosion des sols ?

La préservation de l’environnement est un argument souvent avancé (entre autres) pour justifier l’intérêt des outils et méthodes issus de l’agriculture de précision. L’argument environnemental est souvent associé à une optimisation de l’apport des intrants (motivé par des raisons économiques). Il sous-entend que l’apport de la dose juste au bon endroit et au bon moment aura nécessairement moins d’impact sur le milieu. L’argument environnemental de l’agriculture de précision est souvent un effet secondaire et est rarement démontré.

Un article récemment publié par une équipe de chercheurs brésiliens propose d’utiliser l’agriculture de précision (AP) avec un objectif clair de protection du milieu. A ce titre, il s’agit d’une approche originale et exemplaire qui démontre l’intérêt de nouvelles pratiques agricoles envisageables avec l’AP. Cette équipe s’est intéressée au guidage automatique des machines pour optimiser un chantier de plantation (cannes à sucre) en fonction de la pente en vue de :
– minimiser le temps de déplacement et de manoeuvre de la machine (limitation de l’énergie fossile consommée),
– concevoir une intervention agricole (plantation) en vue de limiter l’érosion des sols,

La méthode mise en place permet de prendre en compte la pente (même faible) des parcelles afin de proposer un schéma de plantation qui limitera les effets de l’érosion. Le schéma sera ensuite rigoureusement suivi par la machine guidée par GNSS. Sur plusieurs sites, l’équipe a montré que cette approche pouvait limiter d’un facteur 4 l’érosion des sols sans complexifier l’organisation du chantier. Cette approche suppose toutefois de disposer d’un Modéle numérique d’élévation très précis des parcelles.

Le résumé : Soil erosion in arable fields is intensified on irregular surfaces. Although machine and crop-row patterns following terrain contours reduce runoff and increase water infiltration, these contours are almost never parallel while machine operations always are. In this work, a method is presented to generate patterns of machine paths on sloping land and assess their susceptibility to water erosion. The approach comprises three main process-steps: (1) assembling a comprehensive set of reference tracks and introducing hybrid contour lines; (2) adjust these curved tracks into steerable parallel tracks for agricultural machines; and (3) assess water flow accumulation and susceptibility to soil loss of the corresponding pattern. The methods were implemented in open source software and applied on three case studies concerning sugarcane production in the São Paulo region in Brazil. Our results suggest that soil loss could be reduced fivefold by inserting one single change in the cropping pattern while estimated reductions up to 75% could be obtained by the model when compared to a human-suggested coverage pattern.

Spekken, M., de Bruin, S., Molin, J. P., & Sparovek, G. (2016). Planning machine paths and row crop patterns on steep surfaces to minimize soil erosion. Computers and Electronics in Agriculture, 124, 194-210.

ENEO présente son application de collecte de données paramétrable

Testez gratuitement l’application pendant 15 jours à l’adresse suivante : www.eneo.fr