Usage of 3D scanning methods in plant characterization

Autores

David Francisco Calles Milla Directores Juan Carlos Giraldo Carvajal

Día a día se buscan mejores formas de evaluar y mejorar los procesos de cultivo para poder suplir la demanda alimenticia mundial. Uno de los aspectos que más información aporta en este rubro son las características observables de las plantas como tamaño, porcentaje de biomasa, color, entre otras. La evaluación de estas características comúnmente se hace en campo por profesionales en el tema, sin embargo, el registro de ellas está muy frecuentemente limitado a fotografías y apunte de valores numéricos, perdiendo grandes cantidades de información en el proceso.

En este trabajo de grado, se evaluó una perspectiva que brinda más información, el escaneo 3D en la caracterización de plantas a partir de 3 diferentes métodos de escaneo. El primero, diseñado desde cero usando triangulación láser y fotogrametría; el segundo, un Kinect V2 (sensor de tiempo de vuelo) por su bajo costo; y el último, por su “calidad industrial” usando una cámara plenóptica. Este trabajo sienta las bases para comprender las limitaciones y fortalezas de cada uno de los métodos en la caracterización de flora. Adicionalmente, el método de triangulación laser y fotogrametría es una solución diseñada desde cero tomando en cuenta: calibración de los dispositivos, modelos para impresión 3D de las piezas del montaje mecánico, comunicación inalámbrica hacia y desde el escáner, procesamiento y visualización de los modelos 3D y medición de características en espacio 3D, así como la documentación de todo el proceso.

Los resultados finales de este trabajo proveen: una comparativa cualitativa y cuantitativa entre los 3 métodos en términos de costo, tiempo y precisión; modelos 3D o “nubes de puntos” de plantas particulares tomadas con cada método; y mediciones de características físicas básicas de las plantas a partir de sus representaciones en 3D.

Algunos ejemplos visuales de los resultados obtenidos se muestran a continuación:

https://www.youtube.com/watch?v=SnZ3YfxDEv4