Drone tomando imágenes hiperespectrales de tierras agrícolas. Crédito:VITO Remote Sensing / Cubert
La agricultura de precisión está destinada a ser aún más precisa con una nueva cámara basada en imágenes de satélite.
Gracias a la investigación con la ESA sobre nuevas cámaras, Las cámaras hiperespectrales que vuelan en drones ahora pueden ver detalles tan pequeños como 4-5 cm.
Tres clientes ya están utilizando la primera versión de la cámara ButterflEYE LS:en Dinamarca para estudios de diversidad biológica, en Australia para la investigación agrícola, y en Italia por proporcionar datos comerciales a los agricultores.
Las experiencias se retroalimentarán en la versión comercial final.
"Nuestros primeros clientes estaban realmente interesados en obtener la alta resolución, que es lo mejor que puede obtener actualmente de un producto hiperespectral, "señala René Michels, CEO del especialista aerotransportado de Alemania Cubert, quien colaboró con VITO Remote Sensing de Bélgica e imec para el desarrollo de la cámara.
La cámara aprovecha el potencial de un nuevo chip de imágenes hiperespectrales de imec combinándolo con el procesamiento de imágenes de VITO perfeccionado al trabajar con la ESA en satélites de teledetección.
Con un peso de solo 400 g, La potente cámara cabe fácilmente en una pequeña aeronave no tripulada para ofrecer mediciones detalladas para la agricultura de precisión, pero también tiene potencial en la silvicultura. monitoreo de biomasa, gestión de residuos y contaminación.
Aprovechando el poder del color
"Las imágenes hiperespectrales capturan muchas bandas de longitud de onda muy estrechas en el infrarrojo cercano y visible en lugar de las más típicas tres o cuatro bandas espectrales anchas:rojo, verde, azul y, algunas veces, infrarrojo."
Detección de la enfermedad por plaga de fuego en huertos de perales en St Truiden, Bélgica, logrado mediante análisis basado en datos RGB e hiperespectrales tomados de un dron. Crédito:VITO Remote Sensing
"Al imaginar el mundo con más colores, puedes detectar ciertos fenómenos de forma más rápida y precisa, "explica Bavo Delauré de VITO Remote Sensing.
"Una cámara que es más sensible a las diferencias sutiles de color le permite identificar problemas que no puede ver a simple vista o con una cámara normal hasta que es demasiado tarde para hacer algo al respecto".
Históricamente, Se ha utilizado un prisma para separar los colores, pero esto da como resultado una óptica compleja y cámaras más grandes. Siguiendo el trabajo de VITO en el satélite Proba-V, Luca Maresi de la ESA planteó a la empresa el desafío de producir una cámara hiperespectral ligera basada en una tecnología diferente.
El enfoque inicial utiliza un filtro variable frente al detector, creando un instrumento tan compacto como una cámara a color estándar y, por lo tanto, adecuado para su uso en pequeños satélites y drones. Uno es utilizado por Dutch Cosine Research en su cámara HyperScout para el GomX-4B CubeSat, que se lanzará este año.
El spin-off espacial ayuda en la Tierra
Para hacer que la cámara sea aún más versátil y adecuada para la producción en masa, imec creó un sensor ultrapequeño con el filtro hiperespectral incorporado. Cubert usó este sensor de filtro en chip en su nueva cámara ButterflEYE LS.
Las cámaras hiperespectrales producen grandes cantidades de datos que deben descargarse al entorno de computación en la nube de VITO para ser procesados y producir la información requerida. incluyendo mapas de acción para ayudar al cliente.
"Necesita saber en qué parte del espectro de colores buscar para identificar los cambios que está buscando y obtener la información requerida, "explica Bavo.
"Además, Las imágenes basadas en drones son, en ciertos sentidos, más complicado porque los satélites vuelan en una trayectoria suave, Considerando que los sistemas de alas fijas y giratorias son más sensibles a los movimientos del aire y menos estables que los satélites, "añade René de Cubert.
Imágenes hiperespectrales de campos de fresas en St Truiden, Bélgica. Crédito:VITO Remote Sensing
"Produce una gran cantidad de datos con los que es complejo trabajar, y no podríamos haberlo logrado sin la competencia de VITO en el procesamiento de imágenes ".
La observación de la Tierra es más que un simple procesamiento de imágenes
"Mucha gente vuela drones y cree que ahora puede hacer observación de la Tierra, pero es mucho más complicado que eso, "señala Sam Waes de la empresa belga Verhaert, parte de la red del programa de transferencia de tecnología de la ESA.
"VITO tiene un conocimiento detallado de cómo extraer información de datos hiperespectrales y ya había desarrollado un prototipo de cámara. Así que hicimos algunos estudios de viabilidad de marketing con ellos para identificar oportunidades para llevar esto al mercado.
"El resultado final es muy emocionante. Ahora tenemos una cámara extremadamente pequeña y eficiente para las observaciones agrícolas locales de la reutilización de la tecnología espacial, una cámara que puede proporcionar mediciones más detalladas y exactas en comparación con lo que ha estado disponible hasta ahora ".
Más avances en curso con la ESA
El siguiente paso es agregar procesamiento independiente, lo que VITO y Cubert esperan hacer para cuando el ButterflEYE LS pase a una oferta totalmente comercial en 2018. Luego, los usuarios pueden hacer el procesamiento ellos mismos, en lugar de ahora con el apoyo de VITO.
Un consorcio que involucra a VITO ya ha estado trabajando con la ESA para optimizar el software para satélites, con el resultado de que el instrumento HyperScout ahora tiene su propio procesamiento integrado.
"Esta es una gran revolución en la forma en que operamos los satélites. Ahora tenemos un sistema muy pequeño que puede entregar información en tiempo real lista para usar, por ejemplo en incendios forestales o desastres naturales, "explica Luca Maresi.
Otros desarrollos previstos incluyen un chip mucho más sensible (12 megapíxeles en lugar de los 2 megapíxeles actuales) que ahora está siendo desarrollado bajo un contrato de la ESA por un consorcio liderado por VITO.
