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Analyzing and overcoming the effects of GNSS error on LiDAR based orchard parameters estimation
Indexado
WoS WOS:000519652000029
Scopus SCOPUS_ID:85079519134
DOI 10.1016/J.COMPAG.2020.105255
Año 2020
Tipo artículo de investigación

Citas Totales

Autores Afiliación Chile

Instituciones Chile

% Participación
Internacional

Autores
Afiliación Extranjera

Instituciones
Extranjeras


Abstract



Currently, 3D point clouds are obtained via LiDAR (Light Detection and Ranging) sensors to compute vegetation parameters to enhance agricultural operations. However, such a point cloud is intrinsically dependent on the GNSS (global navigation satellite system) antenna used to have absolute positioning of the sensor within the grove. Therefore, the error associated with the GNSS receiver is propagated to the LiDAR readings and, thus, to the crown or orchard parameters. In this work, we first describe the error propagation of GNSS over the laser scan measurements. Second, we present our proposal to overcome this effect based only on the LiDAR readings. Such a proposal uses a scan matching approach to reduce the error associated with the GNSS receiver. To accomplish such purpose, we fuse the information from the scan matching estimations with the GNSS measurements. In the experiments, we statistically analyze the dependence of the grove parameters extracted from the 3D point cloud -specifically crown surface area, crown volume, and crown porosity- to the localization error. We carried out 150 trials with positioning errors ranging from 0.01 meters (ground truth) to 2 meters. When using only GNSS as a localization system, the results showed that errors associated with the estimation of vegetation parameters increased more than 100 % when positioning error was equal or bigger than 1 meter. On the other hand, when our proposal was used as a localization system, the results showed that for the same case of 1 meter, the estimation of orchard parameters improved in 20 % overall. However, in lower positioning errors of the GNSS, the estimation of orchard parameters were improved up to 50% overall. These results suggest that our work could lead to better decisions in agricultural operations, which are based on foliar parameter measurements, without the use of external hardware.

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Disciplinas de Investigación



WOS
Agriculture, Multidisciplinary
Computer Science, Interdisciplinary Applications
Scopus
Agronomy And Crop Science
Computer Science Applications
Horticulture
Forestry
SciELO
Sin Disciplinas

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Publicaciones WoS (Ediciones: ISSHP, ISTP, AHCI, SSCI, SCI), Scopus, SciELO Chile.

Colaboración Institucional



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Autores - Afiliación



Ord. Autor Género Institución - País
1 Guevara, Javier Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
2 AUAT-CHEEIN, FERNANDO ALFREDO Hombre Universidad Técnica Federico Santa María - Chile
3 Gene-Mola, Jordi Hombre Univ Lleida - España
Universitat de Lleida - España
4 Rosell-Polo, Joan R. Mujer Univ Lleida - España
Universitat de Lleida - España
5 Gregorio, Eduard Hombre Univ Lleida - España
Universitat de Lleida - España

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Origen de Citas Identificadas



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Citas Identificadas: 4.76 %
Citas No-identificadas: 95.24 %

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Citas identificadas: Las citas provienen de documentos incluidos en la base de datos de DATACIENCIA

Citas Identificadas: 4.76 %
Citas No-identificadas: 95.24 %

Financiamiento



Fuente
CONICYT
CONICYT FONDECYT
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Generalitat de Catalunya
Spanish Ministry of Education
Comisión Nacional de Investigación Científica y Tecnológica
Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities
Ministerio de Ciencia, Innovacion y Universidades
DGIIP-UTFSM Chile
Secretaria d'Universitats i Recerca del Departament d'Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya
Ministerio de Ciencia, Innovación y Universidades

Muestra la fuente de financiamiento declarada en la publicación.

Agradecimientos



Agradecimiento
This work was partly funded by CONICYT FB0008, CONICYT FONDECYT 1171431, PIIC 030/2018 DGIIP-UTFSM Chile, the Secretaria d'Universitats i Recerca del Departament d'Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya (grant 2017 SGR 646), the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (project RTI2018-094222 -B-I00). The Spanish Ministry of Education is thanked for Mr. J. Gene's pre -doctoral fellowship (FPU15/03355).
This work was partly funded by CONICYT FB0008, CONICYT FONDECYT 1171431, PIIC 030/2018 DGIIP-UTFSM Chile, the Secretaria d’Universitats i Recerca del Departament d’Empresa i Coneixement de la Generalitat de Catalunya (grant 2017 SGR 646), the Spanish Ministry of Science, Innovation and Universities (project RTI2018- 094222-B-I00). The Spanish Ministry of Education is thanked for Mr. J. Gené’s pre-doctoral fellowship (FPU15/03355).

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