Progetto "Eye Scab" per il controllo della ticchiolatura del melo

Frutto della collaborazione con Università di Trento, Fondazione Edmund Mach e Consozio Frutticoltori Alta Valsugana; Metacortex impiega il suo drone (ovvero APR o UAV) dotato di sensori multispettrali e termici per l'identificazione e l'analisi delle infenzioni.

Il progetto Eye Scab prevede l'utilizzo di un Aereomobile a Pilotaggio Remoto (APR) nel campo dell'agricoltura di precisione.

Il progetto nasce dalla necessità degli agricoltori trentini di far fronte ad una delle peggiori malattie che possano incidere sulla salute del melo: la Ticchiolatura.

L'obiettivo è quello di utilizzare un APR per stimare il rischio ed il grado di infezione su di una data piantagione di mele.

Per fare ciò l' APR è stato dotato di una termocamera radiometrica e di un sensore multispettrale a sei bande.

L' APR viene utilizzato in cooperazione con le stazioni meteo che forniscono i dati meteo in una determinata area, ad un accurato modello matematico che permette di stimare le date di massima concentrazione delle infezioni della malattia.

Una volta note le date di rischio, tramite l' APR è possibile (mediante voli mirati) identificare quali sono le specifiche zone più soggette al patogeno ottenendo una mappa precisa delle piante già infette e di quelle potenzialmente a rischio.

Questi risultati permetto all'agricoltore di effettuare dei trattamenti specifici utilizzando una dose minore di fitofarmaci che si traduce in un sostanziale risparmio economico ed in un miglioramento della qualità del prodotto.

Descrizione dell'equipaggiamento.

Aereomobile a Pilotaggio Remoto:

La necessità di dover trasportare sensori di alto livello tecnologico ci ha portati a scegliere un mezzo che potesse trasportarli con relativa facilità e che potesse permettere un buon grado di “fault tollerance” e di stabilità anche in caso di condizione avverse durante il volo. Ciò ci ha portato ad optare per il top di gamma degli ottacotteri dell'azienda leader di mercato DJI.

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L'obiettivo è quello di utilizzare un APR per stimare il rischio ed il grado di infezione su di una data piantagione di mele.

Per fare ciò l' APR è stato dotato di una termocamera radiometrica e di un sensore multispettrale a sei bande.

L' APR viene utilizzato in cooperazione con le stazioni meteo che forniscono i dati meteo in una determinata area, ad un accurato modello matematico che permette di stimare le date di massima concentrazione delle infezioni della malattia.

Una volta note le date di rischio, tramite l' APR è possibile (mediante voli mirati) identificare quali sono le specifiche zone più soggette al patogeno ottenendo una mappa precisa delle piante già infette e di quelle potenzialmente a rischio.

Questi risultati permetto all'agricoltore di effettuare dei trattamenti specifici utilizzando una dose minore di fitofarmaci che si traduce in un sostanziale risparmio economico ed in un miglioramento della qualità del prodotto.

Descrizione dell'equipaggiamento.

Aereomobile a Pilotaggio Remoto:

La necessità di dover trasportare sensori di alto livello tecnologico ci ha portati a scegliere un mezzo che potesse trasportarli con relativa facilità e che potesse permettere un buon grado di “fault tollerance” e di stabilità anche in caso di condizione avverse durante il volo. Ciò ci ha portato ad optare per il top di gamma degli ottacotteri dell'azienda leader di mercato DJI.

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Questo Gimbal di 2.3 [Kg] permette di trasportare e stabilizzare le immagini provenienti da sensori che hanno un peso fino a 3.6 [Kg].

La sua incredibile precisione ( errore massimo di 0.02 [°] ) consente di ottenere un'immagine stabilizzata anche nelle peggiori situazioni di volo.

Lo stabilizzatore può essere direzionato da un operatore mediante l'utilizzo di uno specifico radiocomando, ciò comporta la massima versatilità durante le fasi di acquisizione delle immagini.

Termocamera:

Alcuni dei fattori più rilevanti nello sviluppo della ticchiolatura sono la Temperatura e l' Umidità. Per poter ricavare questi dati durante il volo dell' APR occorre dotare il mezzo di un sensore che opera nelle bande dell'infrarosso termico, detto anche termocamera.

Uno dei sensori leader di mercato in applicazioni termiche per UAV è sicuramente la Tau2 640.

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Grazie all'aggiunta del thermal capture a tale sensore è infatti possibile ricavare i dati ad alta risoluzione radiometrica e geometrica, fornendo una misura puntuale della radiazione elettromagnetica emessa e riflessa dagli oggetti indagati. Questo si traduce nel fatto che ad ogni pixel, dell'immagine acquisita, è associato ad una determinata temperatura.

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Con l'ausilio di questo sensore e applicando particolari tecniche di elaborazione, estrazione di informazioni dalle immagini è possibile ottenere determinati indici e delle foto che permettono di avere una rappresentazione dello stato di salute della pianta, la presenza di stress idrico, lo sviluppo della superficie fogliare e altri fattori/indici. Applicando ulteriori tecniche di post-processing alle immagini è inoltre possibile ottenere una classificazione degli elementi presenti nella foto come: Strade, Vegetazione, Acqua, ecc. La possibilità di operare con un sensore multispettrale permette di determinare il valore di riflessione di ogni singolo oggetto presente nell'area di indagine nelle sei bande, permettendo di ricavare la firma spettrale punto per punto e quindi aumentare la qualità dei classificatori.
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