%0 Trabajo de grado (Bachelor Thesis) %A Buelvas Gómez, Roberto Mario %D 2018 %G Desconocido (Unknown) %T Crop Canopy Measurements Using a Low-cost Laser for Biomass Estimation = Mediciones del dosel de cultivos utilizando láser de bajo costo para la estimación de biomasa %U http://babel.banrepcultural.org/cdm/ref/collection/p17054coll23/id/1130 %X In season sensing of crop architectonics is important for identifying and preventing potential stresses as well as optimizing crop management logistics. Measurements of chlorophyll content, size, density, and/or temperature of the canopy have been used as primary in situ diagnostic tools. The goal of this study was to develop a prototype sensor system that would integrate laser proximity measurements as the basis for a low-cost instrumented system for green vegetable production. The system involves circular scanning of crop canopies to identify fresh biomass under different soil and management conditions. The first experiment was conducted in a greenhouse with lettuce and kale. Biomass was estimated from the sensor system's measurements resulting in R2 values between 0.74 and 0.93, percentage error between 25% and 55%, and root mean squared error (RMSE) between 0.295 ln(g) and 0.441 ln(g). These values include both dry and fresh biomass for lettuce and kale. The second experiment in a spinach field on a commercial farm produced similar results. Two approaches for processing the laser-based height profiles are discussed: regression of profile-representative features and inference of a canopy density function. Depending on the processing method, the R2 was either 0.78 or 0.94, and the RMSE was 4.18 t/ha and 2.16 t/ha for each case. The mean absolute percentage error (MAPE) was around 30% for both methods. The second experiment featured improved hardware in terms of ease of operation. Proper use of this technology will allow farm managers to improve harvest plans and shipment schedules under variable plant growth dynamics. Resumen: La detección de la arquitectura de cultivos en temporada es importante para identificar y prevenir posibles estreses, así como para optimizar la logística de administración de cultivos. Mediciones del contenido de clorofila, del tamaño, de la densidad y/o de la temperatura del dosel de las plantas han sido usadas in situ como herramientas diagnósticas primarias. El objetivo de este estudio fue desarrollar el prototipo de un sistema de sensores que integrara mediciones de proximidad a partir de láser como base para un sistema de instrumentación de bajo costo para la producción de vegetales verdes. El sistema involucra un escaneo circular del dosel de los cultivos para identificar la biomasa fresca bajo diferentes condiciones de manejo y de suelo. Un primer experimento se llevó a cabo en un invernadero con lechuga y col rizada. La biomasa fue estimada a partir de las mediciones del sistema de sensores resultando en valores de R2 entre 0.74 y 0.93, porcentajes de error entre 25% y 55%, y un error cuadrático medio (RMSE) entre 0.295 ln(g) y 0.441 ln(g). Estos valores incluyen biomasa tanto fresca como seca para lechuga y col rizada. El segundo experimento en un campo de espinaca de una granja comercial produjo resultados semejantes. Se discuten dos métodos para procesar los perfiles de altura basados en láser: regresión de características representativas del perfil e inferencia de la función de densidad del dosel. Dependiendo del método de procesamiento, R2 fue 0.78 o 0.94 y RMSE fue 4.18 t/ha o 2.16 t/ha respectivamente. El error porcentual absoluto medio (MAPE) fue alrededor de 30% para ambos casos. El segundo experimento destacó mejoras en el equipo en términos de facilidad de operación. Un uso apropiado de esta tecnología permitirá a los gerentes de granja mejorar sus planes de cosecha y programación de transporte de sus mercancías bajo dinámicas variables de crecimiento de plantas.