ES2908475T3 - Control de organismos nocivos - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para determinar la infestación de cultivos con organismos nocivos, que comprende las siguientes etapas: (A) instalar una o varias trampas para los organismos nocivos en un campo donde se cultivan las plantas de cultivo; (B) registrar la ubicación respectiva de una o más trampas; (C) consultar de nuevo una o más trampas por medio de la ubicación registrada respectivamente; (D) tomar una o más imágenes digitales de los organismos nocivos atrapados en una o más trampas; (E) identificar y contar de modo automatizado los organismos nocivos atrapados en una o más trampas; (F) determinar una o más densidades de infestación de los organismos nocivos respectivamente identificados en los lugares registrados; en cuyo caso se utiliza un sistema informático móvil equipado con un sensor de imagen y un sensor GPS para capturar las imágenes digitales y que está configurado para apoyar a un usuario en la creación de las imágenes digitales de tal manera que por medio de una señal permita al usuario reconocer cuándo es adecuada una imagen del contenido de la trampa, representada en el sensor de imagen, para el análisis posterior a fin de determinar el número y el tipo de organismos nocivos que se encuentran en la trampa analizando si la trampa representada en el sensor de imagen es lo suficientemente nítida en toda el área fotografiada y/o si no hay distorsiones en la imagen, y en cuyo caso, para determinar el número y/o el tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa, se utiliza información sobre la planta cultivada en la ubicación de la trampa, además de las imágenes digitales.
Description
DESCRIPCIÓN
Control de organismos nocivos
La presente invención trata del control de organismos nocivos en el cultivo de plantas cultivadas. Es objeto de la presente invención un sistema, un procedimiento y un producto de programa informático para determinar una infestación de plantas cultivadas con organismos nocivos.
En el caso de la protección fitosanitaria, la determinación de los umbrales de daño es indispensable desde un punto de vista ecológico y económico.
El umbral de daño indica la densidad de infestación con patógenos, enfermedades o malezas por encima de la cual el control se vuelve económicamente viable. Hasta este valor, debido a un control, el esfuerzo económico adicional es mayor que la pérdida de cosecha que se debe temer. Si la infestación excede este valor, los costos de control son al menos compensados por el beneficio adicional esperado.
Dependiendo de la naturaleza de una plaga o enfermedad, el umbral de daño puede ser muy diferente. En el caso de plagas o enfermedades que solo se pueden combatir con gran esfuerzo y con efectos secundarios negativos para una mayor producción, el umbral de daño puede ser muy alto. Sin embargo, si incluso una pequeña infestación puede convertirse en una fuente de propagación que amenaza con destruir toda la producción, el umbral de daño puede ser muy bajo.
La condición previa más importante para poder detectar el umbral de daño es un control eficiente de la infestación. Para ello se utilizan trampas como, por ejemplo, placas de colores encoladas o bandejas de captura, con la ayuda de las cuales se capturan, identifican y cuentan los organismos nocivos. En el caso de las plagas de colza, por ejemplo, se utilizan bandejas de captura amarillas, que atraen a las plagas con la ayuda de su color amarillo. La bandeja de captura está llena de agua a la que se le ha agregado un tensioactivo para reducir la tensión superficial, de modo que las plagas atraídas se ahogan. En el caso de una tabla encolada, las plagas se adhieren a la cola.
Las trampas se revisan regularmente. Al contar las plagas en una trampa, se pueden determinar los umbrales de daño. Sin embargo, contar es tedioso y propenso a errores. Es concebible que en una trampa se encuentren diferentes organismos nocivos que deben registrarse independientemente entre sí para poder determinar la infestación respectiva para cada organismo nocivo individual. Es concebible que la persona que controla las trampas no tenga suficiente capacitación y/o experiencia para identificar correctamente todas las plagas.
Dennis Sprute et al. revelan un procedimiento para el monitoreo de plagas del gusano de la uva mediante la evaluación de un mapa de puesta de huevos de polilla utilizando una aplicación de teléfono inteligente (A. Ruckelshausen et al. (eds.): Intelligente Systeme - Stand der Technik und neue Moglichkeiten, Lecture Notes in Informatics (LNI), Gesellschaft für Informatik, Bonn 2016, páginas 201-204; http://subs.emis.de/LNI/Proceedings/Proceedings 253/201.pdf). Sin embargo, el procedimiento no está determinado y no es adecuado para registrar diversos organismos nocivos, solo está concebido para el conteo automatizado de huevos de polilla.
Weiguang Ding y Graham Taylor revelan un sistema para la detección automática de polillas basado en imágenes de trampas instaladas ("Automatic moth detection from trap images for pest management", Computers and Eleectronics in Agriculture, Vol. 123 (2016), pp. 17-28).
En realidad, sin embargo, a menudo es difícil encontrar la ubicación de las trampas instaladas, ya que el entorno de las trampas puede cambiar constantemente, por ejemplo, debido a los cultivos en constante crecimiento. Es concebible que las plantas cultivadas crezcan más allá de las trampas instaladas, de modo que las trampas ya no se puedan ver desde la distancia. Al inspeccionar las trampas, la persona correspondiente debe encontrar primero las trampas nuevamente.
De esta manera resulta el problema técnico de proporcionar un sistema y un procedimiento con el cual pueda determinarse eficazmente la infestación de organismos nocivos en los cultivos.
Según la invención, este problema se resuelve mediante los objetos de las reivindicaciones independientes 1, 11 y 15. Las formas de realización preferidas se encuentran en las reivindicaciones dependientes y en la presente descripción.
Un primer objeto de la presente invención es, por lo tanto, un procedimiento para determinar una infestación de organismos nocivos en plantas cultivadas, que comprende las siguientes etapas:
(A) instalar una o varias trampas para los organismos nocivos en un campo donde se cultiven las plantas de cultivo;
(B) registrar la ubicación de una o más trampas;
(C) localizar de nuevo una o más trampas por medio de la ubicación respectivamente registrada;
(D) tomar una o más imágenes digitales de los organismos nocivos que se encuentran en una o más trampas;
(E) identificar y recontar de modo automatizado los organismos nocivos que se encuentran en una o más trampas; (F) determinar una o más densidades de infestación de los organismos nocivos respectivamente identificados en las ubicaciones registrados.
Otro objeto de la presente invención es un sistema para determinar una infestación con organismos nocivos en plantas cultivadas que comprende:
(a) una o varias trampas para los organismos nocivos;
(b) los medios de detección de una o varias ubicaciones en los que se hayan instalado una o varias trampas;
(c) los medios para encontrar de nuevo una o varias trampas instaladas;
(d) los medios para tomar una o más imágenes digitales de los organismos nocivos que se encuentran en una o varias trampas;
(e) los medios de identificación de organismos nocivos que se encuentran en una o varias trampas;
(f) los medios para determinar la cantidad respectiva de los organismos nocivos identificados;
(g) los medios para determinar la densidad de infestación de los organismos nocivos identificados en las ubicaciones registradas.
Otro objeto de la presente invención es un producto de programa informático que comprende un soporte de datos en el que se almacena un programa informático, que puede cargarse en la memoria de un sistema informático móvil y allí hace que el sistema informático realice las siguientes etapas:
- recibir una notificación de un riesgo existente de infestación de un campo con un organismo animal nocivo, - indicar una exigencia de instalar una o más trampas en el campo a un usuario,
- registrar y almacenar la posición del sistema informático móvil, junto con la información de que una trampa se encuentra en la posición, en el caso de que el usuario indique la instalación de una trampa al programa informático, - recibir una comunicación para controlar una trampa instalada,
- dirigir al usuario a la trampa a controlar por medio de la posición almacenada,
- indicar al usuario una solicitud para tomar una o más imágenes digitales de los organismos nocivos que se encuentran en la trampa;
- transmitir la(s) imagen(es) digital(es) a otro sistema informático y recibir información sobre el número y tipo de organismos nocivos identificados, o bien analizar la(s) imagen(es) digital(es) y determinar el número y tipo de organismos nocivos que se encuentran en la trampa;
- indicar al usuario información sobre el número y el tipo de organismos nocivos identificados.
La invención se explica con más detalle a continuación, sin distinguir entre los objetos de la invención (procedimiento, sistema, producto de programa informático). Más bien, las siguientes explicaciones están destinadas a aplicarse a todos los objetos de la invención de una manera análoga, independientemente del contexto (procedimiento, sistema, producto de programa informático) en el que éstos tengan lugar.
En una primera etapa del procedimiento según la invención en el campo en el que se cultivan las plantas cultivadas se instalan las trampas para organismos nocivos que pueden aparecer durante el cultivo de una planta cultivada. Por el término "planta cultivada" se entiende una planta que se cultiva a propósito como una planta útil u ornamental por medio de la intervención humana.
Por el término "campo" se entiende un área espacialmente definible de la superficie de la tierra que se utiliza para la agricultura plantando cultivos, suministrándoles nutrientes y cosechándolos en dicho campo.
En lo sucesivo, se entenderá por "organismo nocivo" un organismo móvil que puede aparecer durante el cultivo de plantas cultivadas y puede dañar el cultivo o afectar negativamente a la cosecha de la planta cultivada. Ejemplos de tales organismos dañinos son las plagas animales como, por ejemplo, insectos o arácnidos.
El organismo nocivo debe ser "móvil" en el sentido que pueda caer en una trampa. Preferiblemente se trata de una plaga animal del grupo de insectos (en los diversos estadios desde larva (oruga) hasta la etapa adulta), caracoles, gusanos y arácnidos.
De modo particularmente preferible, los organismos nocivos son aquellos que pueden ser atraídos por un color (por ejemplo, el color amarillo en las bandejas de captura amarillas). Ejemplos de tales organismos nocivos son las plagas de colza como, por ejemplo, el gorgojo grande de colza, el gorgojo de repollo manchado, el escarabajo brillante de colza, el gorgojo de la vaina de la col, el mosquito de la vaina de la col y la pulga de la colza.
La trampa es preferiblemente una bandeja de captura o una tabla de colores encolada. Además, o en lugar de un color, puede haber otras/otras características que atraen a los organismos nocivos (atrayentes). Por ejemplo, es concebible el uso de una feromona como atrayente.
Al utilizar uno o más atrayentes, debe tenerse en cuenta su influencia en el número de organismos nocivos atraídos: en una trampa con atrayente entran más organismos nocivos que una trampa sin atrayente a la misma densidad de infestación. Preferiblemente se utilizan uno o más atrayentes que logran un efecto constante al menos durante el período entre la instalación de la trampa y el primer control de infestación. Dado que un color como atrayente generalmente permanece constante durante ese período de tiempo, tiene una ventaja sobre una feromona, que puede evaporarse rápidamente. Las bandejas de captura también tienen la ventaja de que se pueden lavar fácilmente y luego reutilizar muchas veces.
La correlación entre el número de los organismos nocivos atrapados después de un período de tiempo definido y la densidad de infestación (calibración) puede determinarse mediante series de ensayos. Como regla general, los fabricantes de trampas ya indican en las instrucciones de uso a partir de cuál número de organismos nocivos sobrepasa un umbral de daño de modo que un usuario no tenga que realizar dicha serie de pruebas él mismo.
Las trampas se instalan en el campo (generalmente de acuerdo con las indicaciones del fabricante).
Para poder volver a encontrar las trampas en el control de infestación, en una segunda etapa (etapa (B) del procedimiento según la invención) se registra la ubicación respectiva de las trampas instaladas.
Por detección se entiende que la posición de la trampa en el campo se determina y almacena para que la trampa se pueda volver a encontrar rápida y fácilmente en una fecha posterior por medio de los datos de posición registrados.
Preferiblemente, las coordenadas geográficas (latitud y longitud) de la trampa se determinan y almacenan para su detección. El uso del sistema sexagesimal es común, es decir, un grado se divide en sesenta minutos, un minuto a su vez en sesenta segundos. Sin embargo, la notación decimal también es concebible, en la que la precisión deseada se puede lograr a través de cualquier número de decimales.
La ubicación se registra preferiblemente usando un sistema de posicionamiento.
Un sistema de posicionamiento bien conocido es, por ejemplo, un sistema de navegación por satélite como, por ejemplo, NAVSTAR GPS, GLONASS, Galileo der Beidou.
Dado que la abreviatura GPS (Global Positioning System) se ha establecido en lenguaje coloquial como un nombre genérico para todos los sistemas de navegación por satélite, el término GPS se utiliza en lo sucesivo como un nombre colectivo para todos los sistemas de posicionamiento.
Hoy en día, casi todos los llamados teléfonos inteligentes y tabletas ordenadores tienen un sensor GPS que se puede usar para determinar la posición del teléfono inteligente o tableta ordenador.
En una forma de realización preferida, la detección de la ubicación de una trampa se lleva a cabo con la ayuda de un sensor GPS.
Preferiblemente, el sensor GPS está conectado a un sistema informático móvil en el que está instalado un programa informático. Los teléfonos inteligentes y tabletas ordenadores de hoy en día son ejemplos de sistemas informáticos móviles que tienen programas informáticos (generalmente denominados "apps") instalados y que tienen un sensor GPS. Otro ejemplo son las cámaras digitales.
En una forma de realización preferida, la detección de la ubicación de una trampa se lleva a cabo utilizando un sensor GPS y asistido por ordenador. Es concebible, por ejemplo, que la persona que instala una trampa, después de instalar la trampa, use el sistema informático móvil para almacenar la ubicación actual determinada por el sensor GPS en el sistema informático.
Es concebible, por ejemplo, que se instale un programa informático correspondiente en el sistema informático móvil, que es iniciado por el instalador de la trampa. Por ejemplo, al presionar un botón virtual, se puede hacer que el programa informático determine la ubicación actual por medio del sensor GPS y luego lo guarde en una memoria del sistema informático junto con la información de que se ha configurado una trampa en la ubicación.
En una forma de realización, la trampa tiene un código legible por máquina por medio del cual puede iniciarse la detección de la ubicación de una trampa. Si el sistema informático móvil lee dicho código legible por máquina, esto inicia la determinación de la ubicación con la ayuda del sensor GPS. El programa informático está configurado en consecuencia para que interprete la información leída por el código legible por máquina de tal manera que determine
la posición actual por medio del sensor GPS y la almacene en una memoria del sistema informático junto con la información de que hay una trampa en esta posición.
Es concebible que el código legible por máquina tenga una identificación unívoca para cada caso individual (por ejemplo, un número de identificación o un número de identificación). Sin embargo, también es concebible proporcionar una identificación específica de tipo para cada tipo de trampa existente.
Preferiblemente, el código legible por máquina es un código optoelectrónicamente legible, como un código de barras (por ejemplo, Codabar, Code128 y otros), un código 2D (por ejemplo, Codablock, Code 49 y otros) o un código de matriz (por ejemplo, DataMatrix, MaxiCode, Aztec-Code, código QR, etc.).
Sin embargo, también es concebible que la trampa esté equipada con un chip electrónico (IC, circuito integrado) o un transpondedor RFID (identificación por radiofrecuencia).
En una forma de realización preferida de la presente invención, la detección de la ubicación de una trampa se inicia generando una grabación digital de la trampa. En tal caso, el sistema informático móvil incluye una unidad de cámara que se puede usar para crear una grabación digital de la trampa (los teléfonos inteligentes y tabletas ordenadores de hoy en día, por ejemplo, son sistemas informáticos móviles que tienen una unidad de cámara de este tipo, pero las cámaras digitales también pueden entenderse como sistemas informáticos móviles con una unidad de cámara; algunas cámaras digitales también tienen un sensor GPS). Se indica al instalador de trampas que cree una imagen digital de la trampa después de instalar una trampa. El programa informático móvil está configurado de tal manera que la generación de la imagen digital inicia la determinación de la ubicación actual mediante el sensor GPS y el almacenamiento de la ubicación actual junto con la información de que se ha instalado una trampa en la ubicación. Preferiblemente, la grabación digital de la trampa se almacena junto con la ubicación en una memoria del sistema informático. Esta forma de realización es particularmente fácil de usar, ya que el usuario no tiene que pensar en registrar la ubicación. Simplemente lleva el sistema informático configurado adecuadamente junto con una o más trampas y se le indica que instale una o más trampas y luego fotografíe las trampas instaladas. Al generar la imagen fotográfica, las coordenadas de la ubicación de la trampa se determinan y se almacenan.
En una forma de realización preferida, al generar una imagen fotográfica, las coordenadas de la ubicación actual se determinan por medio de un sensor GPS. Un programa informático comprueba si ya se ha registrado una trampa en la ubicación actual (o dentro de un radio de unos pocos metros (por ejemplo, dentro de un radio de un metro a diez metros)). Si aún no se ha registrado ninguna trampa en la ubicación actual, la imagen fotográfica se interpreta como una trampa recién instalada y el programa informático registra una trampa recién instalada.
En una etapa posterior se controla si las plagas han entrado en las trampas instaladas. El usuario del procedimiento según la invención busca así las trampas instaladas (etapa (C) del procedimiento según la invención). Dado que las ubicaciones (posiciones) de las trampas se almacenan, puede encontrarlas fácil y rápidamente. Preferiblemente se soporta con un sistema informático móvil que incluye un sensor GPS.
Es concebible, por ejemplo, que el sistema informático muestre al usuario la dirección de la trampa a consultar mediante una flecha (en una pantalla), como es habitual, por ejemplo, en los sistemas de navegación basados en GPS para excursionistas.
También es concebible que la distancia a la trampa a consultar se muestre en una pantalla.
También es concebible que en la pantalla del sistema informático móvil se muestre una representación virtual del campo junto con las trampas instaladas. Esto permite al usuario ver dónde están las trampas en el campo. Además, la posición del usuario también se puede mostrar en la representación virtual, de modo que el usuario pueda ver cómo se posiciona él mismo en relación con las trampas instaladas, en qué dirección debe moverse para llegar a una trampa y qué tan lejos está de una trampa instalada.
También es concebible utilizar la tecnología de "realidad aumentada" (en inglés augmented reality) para ayudar al usuario a encontrar las trampas instaladas. Con esta tecnología, se representa un mundo real en una pantalla y esta representación se extiende visualmente mediante información adicional generada por ordenador. Por ejemplo, es concebible mostrar el mundo real en la pantalla de un sistema informático (por ejemplo, teléfono inteligente) en el llamado modo en vivo y complementar los objetos virtuales que representan las trampas instaladas en esta representación. También es concebible el uso de un head-up display o un head-mounted display (por ejemplo, gafas de vídeo (eye tap)).
Después de que el usuario del procedimiento inventivo haya consultado una trampa instalada se lleva a cabo el control de infestación. Para este propósito, el usuario del procedimiento según la invención toma una o más imágenes digitales del contenido de la trampa (etapa (D) del procedimiento según la invención).
Para ello prefiere utilizar una cámara digital. Una cámara digital es una cámara que utiliza un medio de almacenamiento digital como medio de grabación en lugar de una película fotográfica (cámara analógica), por lo que la imagen se digitaliza primero por medio de un convertidor electrónico de imágenes. Como se describió anteriormente, un teléfono
inteligente con una unidad de cámara es un ejemplo de una cámara digital con un sistema informático conectado. Los términos "imagen (digital)" y "grabación (digital)" se utilizan indistintamente en esta descripción.
En una forma de realización, el usuario captura una sola imagen digital de la trampa en la que se registran todos los organismos nocivos que se encuentran en la trampa. Sin embargo, también es concebible que el usuario genere varias imágenes de la trampa para registrar todos los organismos nocivos que se encuentran en la trampa. En el caso de que el usuario tome más de una imagen de una trampa para poder registrar todos los organismos nocivos, prefiere tomar las imágenes de tal manera que se superpongan las áreas de imagen de al menos dos imágenes. Esto facilita la evaluación posterior de las imágenes de acuerdo con la etapa (E) del procedimiento según la invención (véase más abajo).
También es concebible que el usuario pueda producir una imagen en la que se registran todos los organismos nocivos de la trampa y se generen imágenes adicionales de organismos nocivos individuales en la trampa. La identificación de las plagas se lleva a cabo sobre la base de las imágenes de los organismos nocivos individuales y el conteo sobre la base de la imagen con todas las plagas presentes en la trampa.
Preferiblemente, el usuario es asistido en la generación de las imágenes digitales por la cámara digital y/o un sistema informático conectado a la cámara digital.
Es concebible, por ejemplo, que la cámara digital y/o un sistema informático conectado a la cámara digital puedan reconocer la trampa representada en el sensor de imagen de la cámara digital (mediante la óptica de la cámara) y puedan dar al usuario de la cámara una retroalimentación óptica y/o acústica y/o sensorial si la cámara está correctamente posicionada frente a la trampa. "Posicionada correctamente" significa que la trampa se reproduce en el sensor de imagen de tal manera que se pueda llevar a cabo el reconocimiento posterior y automatizado de los organismos nocivos. Los criterios requeridos para esto se pueden implementar de antemano como reglas en la cámara digital y/o en el sistema informático conectado a la cámara digital.
También es concebible que la trampa tenga características que puedan ser reconocidas por la cámara digital o el sistema informático conectado a la cámara digital mediante procedimientos de reconocimiento de imágenes. Sería concebible, por ejemplo, diseñar esquinas y/o bordes de la trampa, por lo demás amarilla, en un color diferente. También son concebibles las muestras de color en o sobre la trampa que se pueden detectar visualmente. Tales características permiten un reconocimiento automatizado de si la cámara está posicionada frente a la trampa de tal manera que la imagen capturada de la trampa tenga suficiente nitidez y la trampa se detecte completamente en la imagen, de modo que el reconocimiento posterior de organismos nocivos en la imagen pueda proceder correctamente.
Por ejemplo, es concebible utilizar una bandeja de captura circular y amarilla. Se pide al usuario que cree una imagen digital de la bandeja de captura en la inspección. La bandeja de captura se destaca del entorno debido al color amarillo (plantas verdes, suelo cultivable marrón) y, por lo tanto, se puede reconocer en la imagen digital mediante procedimientos de reconocimiento de imágenes. El programa informático puede comprobar si la bandeja de la imagen es circular. Si no es circular sino ovalada, esto es una señal de que la cámara no está posicionada correctamente frente a la cáscara y el reconocimiento posterior de plagas es difícil. Aquí, el usuario podría recibir retroalimentación para posicionar la cámara de manera diferente para que la reproducción muestre una bandeja circular.
Las fotografías digitales de las trampas se almacenan en una memoria de la cámara digital y/o del sistema informático conectado a la cámara digital.
En una etapa posterior (etapa (E) del procedimiento según la invención), se cuentan e identifican los organismos nocivos registrados en una o más imágenes digitales.
La identificación sirve para poder decidir si un organismo atrapado es un organismo dañino, un organismo beneficioso o un organismo que es irrelevante para el cultivo de plantas de cultivo. En consecuencia, una identificación puede significar la asignación a las tres categorías: "perjudicial", "útil" y "neutral". Preferiblemente, la identificación de un organismo nocivo sirve para identificar las medidas que pueden emprenderse contra el organismo nocivo. En este sentido, la identificación también puede ser la asignación a una medida a tomar. Una medida que debe adoptarse puede ser, por ejemplo, la aplicación de un plaguicida en particular. Preferiblemente, por identificación de un organismo nocivo se entiende una operación que permite seleccionar un medio adecuado para combatir el organismo nocivo.
Por identificación también puede entenderse la asignación de organismos nocivos individuales a un taxón, es decir, la asignación a una clase, orden, superfamilia, familia, subfamilia, tribu, género, especie, subespecie o a una etapa intermedia en el sentido de la taxonomía biológica.
Como sinónimo del término "identificación del organismo" en esta descripción se usa el término "determinar el tipo de organismo". En consecuencia, el término "especie" puede significar, por ejemplo, una categoría como "organimo dañino", "organismo beneficioso" u "organismo neutro" o puede significar, por ejemplo, una categoría como "organismo dañino que puede ser controlado con el X", o puede significar, por ejemplo, un taxón, donde "X" significa un pesticida en particular.
Cuando una trampa ha generado varias imágenes para registrar todos los organismos nocivos que se encuentran en la trampa, estas imágenes digitales se transfieren primero preferiblemente en una sola imagen digital antes de que comience la identificación y el recuento de los organismos nocivos. Como regla general, los organismos nocivos en su mayoría de color oscuro son fácilmente reconocibles contra el fondo mayormente claro (por ejemplo, amarillo) de la trampa. Por lo general, forman un patrón irregular que puede ser reconocido por un procedimiento de reconocimiento de imágenes. Este patrón se puede utilizar, por ejemplo, para superponer partes de patrones que se presentan en varias imágenes y, por lo tanto, unir las múltiples imágenes en una imagen digital.
La identificación y el recuento de organismos nocivos se efectúan de modo automatizado. Esto significa que un usuario del procedimiento según la invención no tiene que contar e identificar los organismos nocivos por sí mismo, sino que la imagen respectiva se introduce mediante un programa informático en una memoria de un sistema informático de procesamiento de imágenes y algoritmos de reconocimiento de imágenes. Con la ayuda de estos algoritmos se analiza la imagen, se prepara si es necesario (filtrado y operaciones similares) y se extraen características que permiten sacar una conclusión sobre cuántos organismos nocivos están presentes y de qué tipo son. Tales algoritmos se describen de manera abundante en el estado de la técnica.
Es concebible utilizar una red neuronal artificial para identificar organismos nocivos.
Preferiblemente se utilizará más información para identificar los organismos nocivos. Por ejemplo, se puede utilizar la geoposición. Si, por ejemplo, la trampa se encuentra en Alemania, se pueden considerar otros organismos nocivos, distintos de si la trampa se encuentra en Brasil, por ejemplo. La estación actual del año también es una información importante que se puede utilizar. Dependiendo de la estación del año, pueden aparecer diferentes organismos nocivos. Sin embargo, la planta de cultivo cultivada en cuya proximidad se ha capturado un organismo nocivo también puede proporcionar información sobre el organismo nocivo presente.
La identificación y/o conteo de organismos nocivos puede llevarse a cabo en el sistema informático móvil que lleve el usuario si genera las imágenes digitales de las trampas. Sin embargo, también es concebible que el sistema informático que el usuario lleva consigo se utilice para generar las imágenes y luego transferir las imágenes a otro sistema informático, preferiblemente estacionario, en el que se lleve a cabo el reconocimiento de imágenes.
Si el usuario utiliza un teléfono inteligente o tableta ordenador como sistema informático móvil, las imágenes grabadas pueden transmitirse para su posterior análisis a través de la red móvil y/o Internet a un sistema informático externo, preferiblemente estacionario y preferiblemente central (por ejemplo, uno con más potencia informática).
Esta transmisión puede tener lugar inmediatamente después de crear una o más imágenes digitales del contenido de la trampa. Sin embargo, también es concebible que la transmisión tenga lugar en un momento posterior, por ejemplo, después de que se hayan controlado todas las trampas. La transmisión puede ser inalámbrica o por cable. La transmisión puede tener lugar a través de una conexión de comunicación de corto o largo alcance. Es concebible que la transmisión de información entre el sistema informático móvil y estacionario se realice a través de una conexión de teléfono móvil y/o Internet. Sin embargo, también es concebible que el sistema informático móvil esté conectado al sistema informático estacionario a través de una conexión por cable para transmitir las grabaciones de imagen. La transmisión se realiza preferiblemente a través de una conexión de teléfono móvil y/o Internet.
El resultado de la etapa (E) es información sobre qué organismos nocivos han caído en la trampa y en qué número están presentes allí.
Esta información se puede mostrar al usuario.
En una etapa posterior (etapa (F) del procedimiento según la invención) se lleva a cabo la determinación de una o más densidades de infestación.
Dado que se conoce el número respectivo para cada organismo nocivo que ha caído en una trampa, se puede calcular una densidad de infestación para cada especie para la ubicación donde se ha instalado la trampa.
Preferiblemente, las densidades de infestación que se han determinado para las ubicaciones respectivas se almacenan junto con la ubicación respectiva en una memoria a largo plazo (por ejemplo, disco duro) de un sistema informático.
La densidad de infestación se puede utilizar para determinar si se ha superado un umbral de daño. Si se ha superado un umbral de daños, es preferible que el usuario reciba una recomendación sobre las medidas que debe tomar. Preferiblemente, recibe información sobre qué pesticidas debe usar y en qué cantidad debe usar los pesticidas.
Es concebible que el usuario también reciba recomendaciones en un momento favorable u óptimo para la aplicación de plaguicidas. Para este propósito, por ejemplo, el sistema puede usar pronósticos meteorológicos.
En una forma de realización preferida, se genera el llamado mapa de aplicación digital sobre la base de la información acerca de las ubicaciones en el campo y la cantidad en que se han presentado las plagas.
El mapa de aplicación digital es una representación virtual del campo. El mapa de aplicación digital es legible por máquina e indica en qué subzonas del campo se llevará a cabo una aplicación de uno o más plaguicidas. Preferiblemente, se indica en qué cantidades y en qué concentración se debe utilizar un plaguicida. También se puede indicar un momento favorable u óptimo.
Preferiblemente, el mapa de aplicación digital o partes del mismo se pueden cargar en una memoria de un dispositivo de aplicación.
Un dispositivo de aplicación es un dispositivo mecánico para aplicar una formulación plaguicida en un campo. Dicho dispositivo de aplicación generalmente comprende al menos un recipiente para contener al menos una formulación plaguicida, un dispositivo de pulverización con el que se entrega la formulación plaguicida en el campo y un dispositivo de control con el que se controla el transporte de al menos una formulación plaguicida desde su contenedor en la dirección del dispositivo de pulverización. En consecuencia, el mapa de aplicación digital se almacena preferiblemente en la memoria principal de la unidad de control. La unidad de control también está preferiblemente conectada a un sistema de posicionamiento que determina la posición del dispositivo de aplicación en el campo. Preferiblemente, el dispositivo de control pone en marcha el procedimiento de aplicación si en el mapa digital de la aplicación se registra que una aplicación va a tener lugar en un sitio y si el sistema de posicionamiento informa que el dispositivo de aplicación se encuentra actualmente en este sitio.
Preferiblemente, se utiliza un modelo predictivo para la predicción de infestaciones de plagas para apoyo. Tales modelos predictivos se describen abundantemente en el estado de la técnica y también están disponibles comercialmente. El sistema de apoyo a la decisión proPlant Expert (Newe M., Meier H., Johnen A., Volk T.: proPlantexpert.com - un sistema de consulta en línea sobre protección de cultivos en cereales, colza, patatas y remolacha azucarera.
EPPO Bulletin 2003, 33, 443-449; Johnen A., Williams I.H., Nilsson C., Klukowski Z., Luik A., Ulber B.: The proPlant Decision Support System: Phenological Models for the Major Pests of Oilseed Rape and Their Key Parasitoids in Europe, Biocontrol-Based Integrated Management of Oilseed Rape Pests (2010) Ed.: Ingrid H. Williams. Tartu 51014, Estonia. ISBN 978-90-481-3982-8. págs. 381 - 403; www.proPlantexpert.com) utiliza para el pronóstico datos sobre el cultivo (etapa de desarrollo, condiciones de crecimiento, medidas fitosanitarias), sobre el clima (temperatura, duración de la luz solar, velocidad del viento, precipitación), así como sobre las plagas/enfermedades conocidas (valores límites económicos, presión de plagas/enfermedades). Con la ayuda de estos datos se estima un riesgo de infestación específico del campo y se prepara una recomendación sobre el tiempo de tratamiento, los productos fitosanitarios y una evaluación de las medidas fitosanitarias anteriores.
En una forma de realización preferida, dicho modelo predictivo se utiliza para determinar el tiempo y/o las ubicaciones para instalar las trampas.
Es concebible, por ejemplo, que el modelo de pronóstico se utilice para determinar cuándo se espera una infestación de organismos nocivos. Si se supera un umbral de riesgo previamente definido para la aparición de una infestación, el agricultor recibe una notificación de cuándo debe instalar cuáles trampas. Preferiblemente, también recibe información sobre dónde instalar las trampas. Es concebible, por ejemplo, instalar trampas en sitios donde existe un riesgo particularmente alto de infestación debido a las condiciones locales y/o donde ya se han observado organismos nocivos en el pasado.
Es concebible que el instalador de trampas sea guiado por GPS a los lugares donde debe instalar una trampa.
A continuación, a la instalación de la trampa respectiva reconoce, por ejemplo, mediante la creación de una grabación digital de la trampa instalada. El término "reconoce" significa que el instalador de trampas confirma al programa informático, por ejemplo, presionando un interruptor virtual o generando una imagen fotográfica de la trampa instalada o leyendo un identificador en la trampa, que la trampa se ha instalado, de modo que el programa informático pueda almacenar la posición de la trampa instalada.
También es concebible utilizar el modelo de predictivo para proporcionar al agricultor un mensaje sobre los momentos en los que debe controlar las trampas instaladas. El control de una trampa se reconoce/confirma, por ejemplo, generando una imagen digital de la trampa con los organismos nocivos que se encuentran en la misma.
También es concebible que las trampas a controlar y las trampas ya controladas se muestren en un mapa virtual del campo, por lo que las trampas a controlar y ya controladas se pueden distinguir en el mapa virtual, por ejemplo, por un diseño geométrico y/o de color diferente.
La información obtenida en la etapa (E) y/o (F) del procedimiento inventivo puede ser utilizada para calibrar, actualizar y/u optimizar el modelo predictivo. El modelo predictivo hace una predicción en cuanto a si se debe esperar una infestación de plagas. El control de infestación por medio de las trampas instaladas da luego la retroalimentación sobre si una infestación está realmente presente y qué tan grave es la infestación. Esta información puede volver a fluir hacia el modelo predictivo.
También es concebible utilizar esta información para advertir a los agricultores con campos en el entorno que podrían verse afectados por la transmisión de las plagas.
En algunos países, puede ser necesario proporcionar evidencia de una infestación existente antes de aplicar un plaguicida. El sistema actual puede utilizarse para documentar una infestación, por ejemplo, frente a una autoridad.
Preferiblemente, todo el procedimiento, desde la instalación de las trampas hasta la determinación de las densidades de infestación, es compatible con uno o más programas informáticos.
A continuación, se describe una forma de realización preferida de la presente invención.
El sistema de la invención comprende un número N de trampas, donde N es un número entero. Preferiblemente, N está en el rango de 2 a 100, aún más preferiblemente en el rango de 3 a 20.
El procedimiento según la invención comprende además un teléfono inteligente o una tableta PC como un sistema informático móvil que tiene un sensor GPS y una cámara digital. La cámara digital es capaz de tomar fotografías de las plagas que se encuentran en una trampa con una resolución tal que puede tener lugar una identificación automática de las plagas.
El procedimiento según la invención comprende un sistema informático estacionario que está conectado al sistema informático móvil a través de un enlace de comunicación inalámbrica de largo alcance.
Se instala un programa informático en el sistema informático estacionario que hace predicciones para la infestación de un campo con organismos nocivos en función del clima, las plagas, el cultivo y las condiciones ambientales.
Un usuario del sistema informático móvil (por ejemplo, agricultor) recibe un mensaje del sistema informático estacionario que indica que existe el riesgo de infestación de uno de sus campos con un organismo nocivo. Se aconseja al usuario que instale un número N de trampas para el organismo dañino en su campo. Prefiere recibir recomendaciones sobre dónde se instalarán las trampas en el campo. Las ubicaciones fueron seleccionadas por el programa informático en el sistema informático estacionario de tal manera que existe un riesgo máximo de infestación de plagas para al menos una ubicación de acuerdo con el modelo predictivo.
El usuario es guiado por el sistema informático móvil por medio del sensor GPS a aquellos lugares donde debe instalar una trampa. El usuario instala la trampa respectiva y reconoce la configuración tomando una imagen digital de la trampa con la ayuda de la cámara digital de su sistema informático móvil. La información de que se ha instalado una trampa en un lugar se transmite desde el sistema informático móvil al sistema informático estacionario junto con la información de ubicación.
El usuario recibe información del sistema informático estacionario sobre las horas en las que debe controlar las trampas instaladas. Preferiblemente, el usuario recibe recordatorios cuando se acerca al plazo para el control de infestaciones y/o se ha cumplido y/o superado el plazo.
Durante el control de infestación, el usuario es dirigido a la ubicación respectiva de la trampa a controlar con la ayuda del sensor GPS de su sistema informático móvil. Una vez que haya llegado a la trampa respectiva, se le pedirá que tome una foto digital del contenido de la trampa. En esto es apoyado por su sistema informático móvil. Posiciona la cámara digital frente a la trampa de tal manera que el contenido de la trampa se muestra en el sensor de imagen de la cámara digital. Si todo el contenido es visible en el sensor de imagen y se representa de modo suficientemente nítido, el usuario recibe una indicación correspondiente (de modo óptico, acústico y/o sensorial). Toma una imagen digital. La imagen digital se reenvía al sistema informático estacionario. Preferiblemente, se transmite más información (metadatos) al sistema informático estacionario como, por ejemplo, hora, fecha, coordenadas geográficas y/o información sobre la planta de cultivo cultivada, etc. En el sistema informático estacionario, la imagen digital se analiza, si es necesario, con la adición de los metadatos. Los organismos nocivos fotografiados en la imagen son identificados y contados.
El usuario recibe información sobre el resultado del análisis de imágenes del sistema informático estacionario. Además, recibe información sobre lo que debe hacerse a continuación, por ejemplo, de si la trampa puede/debe reactivarse para su uso posterior en el campo y cómo.
Después de haber controlado varias trampas a la vez o en diferentes momentos, el usuario recibe una notificación del sistema informático estacionario de las medidas que debe tomar para combatir los organismos nocivos identificados.
El sistema informático estacionario utiliza la información sobre las trampas controladas y los organismos nocivos identificados y cuantificados en las trampas para actualizar el modelo predictivo y/o para transmitir una notificación de un riesgo de infestación existente a uno o más agricultores.
Claims (16)
1. Procedimiento para determinar la infestación de cultivos con organismos nocivos, que comprende las siguientes etapas:
(A) instalar una o varias trampas para los organismos nocivos en un campo donde se cultivan las plantas de cultivo;
(B) registrar la ubicación respectiva de una o más trampas;
(C) consultar de nuevo una o más trampas por medio de la ubicación registrada respectivamente;
(D) tomar una o más imágenes digitales de los organismos nocivos atrapados en una o más trampas;
(E) identificar y contar de modo automatizado los organismos nocivos atrapados en una o más trampas;
(F) determinar una o más densidades de infestación de los organismos nocivos respectivamente identificados en los lugares registrados;
en cuyo caso se utiliza un sistema informático móvil equipado con un sensor de imagen y un sensor GPS para capturar las imágenes digitales y que está configurado para apoyar a un usuario en la creación de las imágenes digitales de tal manera que por medio de una señal permita al usuario reconocer cuándo es adecuada una imagen del contenido de la trampa, representada en el sensor de imagen, para el análisis posterior a fin de determinar el número y el tipo de organismos nocivos que se encuentran en la trampa analizando si la trampa representada en el sensor de imagen es lo suficientemente nítida en toda el área fotografiada y/o si no hay distorsiones en la imagen, y
en cuyo caso, para determinar el número y/o el tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa, se utiliza información sobre la planta cultivada en la ubicación de la trampa, además de las imágenes digitales.
2. Procedimiento según la reivindicación 1, en el que un usuario utiliza un sistema informático móvil que tiene un sensor GPS para registrar la ubicación de las trampas instaladas.
3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque el usuario del sistema informático móvil reconoce/confirma el establecimiento de una trampa,
-transfiriendo un código legible por máquina que está en o sobre la trampa a la memoria del sistema informático móvil, o
- creando una fotografía digital de la trampa instalada con la ayuda de un sensor de imagen conectado al sistema informático móvil.
4. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 o 3, caracterizado porque el usuario es conducido a la ubicación de la trampa instalada al consultar de nuevo una trampa instalada por medio del sistema informático móvil.
5. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 4, caracterizado porque por medio de la fotografía de una o más imágenes digitales en la etapa (D) se registra que las trampas correspondientes hayan sido controladas.
6. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque las imágenes grabadas en la etapa (D) se transmiten a otro sistema informático en el que se analizan las imágenes para determinar el número y tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa.
7. Procedimiento según una de las reivindicaciones 2 a 5, caracterizado porque las imágenes tomadas en la etapa (D) se analizan en el sistema informático móvil para determinar el número y tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa.
8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque para la determinación del número y/o tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa, además de las imágenes digitales, se utiliza información sobre la ubicación de la trampa y la estación del año en la que se generaron las imágenes digitales.
9. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado porque para el apoyo se utiliza un modelo de pronóstico para la predicción de infestaciones de plagas.
10. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 9, caracterizado porque se utiliza una red neuronal artificial para identificar organismos nocivos.
11. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 10, en el que
- un usuario recibe una notificación de que existe un riesgo de infestación en un campo gracias a los cálculos de un modelo predictivo para la infestación de un campo con un organismo nocivo,
- el usuario recibe una solicitud para instalar una o más trampas para el organismo nocivo en el campo,
- el usuario recibe información sobre los lugares del campo donde deben instalarse trampas, en cuyo caso se ha predicho preferiblemente un riesgo máximo de infestación para una de las ubicaciones,
- el usuario instala una o más trampas en el campo,
- el usuario reconoce/confirma la instalación de una o más trampas por medio de un sistema informático, mediante el cual las posiciones geográficas de las trampas instaladas se almacenan en una memoria a largo plazo de un sistema informático,
- en un momento después de la instalación de una o más trampas, el usuario recibe una notificación de que debe controlar las trampas instaladas,
- el usuario es guiado a las trampas instaladas mediante un sistema informático móvil equipado con un sensor GPS, - el usuario crea una o más imágenes digitales de los organismos nocivos que se encuentran en las trampas que deben controlarse,
- una o varias imágenes digitales son analizadas por medio de un sistema informático, en cuyo caso se determina el tipo y el número de los organismos nocivos que se encuentran en una trampa representada,
- la información sobre el número y el tipo de los organismos nocivos se muestra al usuario por medio del sistema informático móvil.
12. Sistema para la determinación de infestación de plantas cultivadas con organismos nocivos que comprende: (a) una o varias trampas para los organismos nocivos;
(b) medios de registro de una o varias ubicaciones en los que se hayan instalado una o varias trampas;
(c) medios para consultar de nuevo una o varias trampas instaladas;
d) medios para tomar una o más imágenes digitales de los organismos nocivos que se encuentran en una o varias trampas;
(e) medios de identificación de organismos nocivos que se encuentran en una o varias trampas;
(f) medios para determinar la cantidad respectiva de organismos nocivos identificados;
(g) medios para determinar la densidad de infestación de los organismos nocivos identificados en las ubicaciones registradas;
en cuyo caso se utiliza un sistema informático móvil equipado con un sensor de imagen y un sensor GPS para tomar las imágenes digitales y que está configurado para apoyar a un usuario en la creación de las imágenes digitales de tal manera que permita al usuario reconocer por medio de una señal cuándo una imagen del contenido de la trampa representada en el sensor de imagen es adecuada para el análisis posterior a fin de determinar el número y el tipo de organismos nocivos que se encuentran en la trampa analizando si la trampa representada en el sensor de imagen es lo suficientemente nítida en toda el área fotografiada y/o si no hay distorsiones en la imagen, y
en cuyo caso, para determinar el número y/o el tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa, se utiliza información sobre la planta cultivada en la ubicación de la trampa, además de las imágenes digitales.
13. Sistema según la reivindicación 12, en el que los puntos a), b), c) y d) son un sistema informático móvil equipado con un sensor GPS y un sensor de imagen.
14. Sistema según la reivindicación 13, en el que los medios mencionados en los puntos e), f) y g) son un sistema informático estacionario que puede intercambiar datos con el sistema informático móvil, en cuyo caso los sistemas informáticos se preparan de tal manera que el sistema informático móvil transmite una o más imágenes digitales al sistema informático estacionario y el sistema informático estacionario transmite al sistema informático móvil la cantidad y el tipo de organismos nocivos identificados.
15. Sistema según una de las reivindicaciones 12 a 14, que comprende un modelo predictivo para predecir un riesgo de infestación para un campo con uno o más organismos nocivos.
16. Producto de programa informático que comprende un soporte de datos en el que se almacena un programa informático que puede cargarse en la memoria de un sistema informático móvil y que hace que el sistema informático realice las siguientes etapas:
- recibir una notificación de un riesgo existente de infestación de un campo con un organismo animal nocivo, - mostrar un requerimiento a un usuario para instalar una o más trampas en el campo,
- registrar y almacenar la posición del sistema informático móvil junto con la información de que existe una trampa en la posición, para el caso en que el usuario reconoce la instalación de una trampa frente al programa informático, - recibir una comunicación para controlar una trampa instalada,
- dirigir al usuario a la trampa a controlar por medio de la posición almacenada,
- indicar al usuario un requerimiento de toma de una o más imágenes digitales de los organismos nocivos que se encuentran en la trampa,
- transmitir la(s) imagen(es) digital(es) a otro sistema informático y recibir información sobre el número y tipo de los organismos nocivos identificados, o analizar la(s) imagen(es) digital(es) y determinar el número y tipo de organismos nocivos en el caso,
- mostrar al usuario información sobre el número y el tipo de organismos nocivos identificados,
en cuyo caso se utiliza un sistema informático móvil equipado con un sensor de imagen y un sensor GPS para tomar las imágenes digitales y que está configurado para apoyar a un usuario en la creación de las imágenes digitales de tal manera que permite al usuario reconocer por medio de una señal cuándo es adecuada una imagen del contenido de la trampa representada en el sensor de imagen para el análisis posterior a fin de determinar el número y el tipo de organismos nocivos que se encuentran en la trampa analizando si la trampa representada en el sensor de imagen es lo suficientemente nítida en toda el área fotografiada y/o si no hay distorsiones en la imagen, y
en cuyo caso, para determinar el número y/o el tipo de organismos nocivos que se encuentran en una trampa, se utiliza información sobre la planta de cultivo cultivada en la ubicación de la trampa, además de las imágenes digitales.
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