BR112019012835B1

BR112019012835B1 - Dispositivo portátil para determinar uma situação de uma ou mais plantas, sistema agrícola, e, método para determinar uma situação de uma ou mais plantas

Info

Publication number: BR112019012835B1
Application number: BR112019012835-2A
Authority: BR
Inventors: Stefan Reusch
Original assignee: Yara International Asa
Priority date: 2016-12-29
Filing date: 2017-12-27
Publication date: 2021-09-14
Also published as: EP3563348A2; CN110114800A; EP3563348B1; ZA201903887B; US11062481B2; AU2017387704B2; DK3563348T3; CA3048320A1; BR112019012835A2; CN110114800B; US20200090372A1; WO2018122242A2; AU2017387704A1; CA3048320C; WO2018122242A3; ES2875349T3

Abstract

a invenção refere-se a um dispositivo portátil e método para determinar uma situação de uma ou mais plantas. o dispositivo inclui uma câmera digital a cores arranjado para a obtenção de uma imagem a cores de plantas dentro de um campo de visão, uma fonte de luz arranjada para prover iluminação de banda larga para as plantas dentro do campo de visão, e uma unidade de processamento arranjado para controlar a câmera e a fonte de luz para a obtenção de um primeira imagem das plantas enquanto a fonte de luz ilumina as plantas com iluminação de banda larga, e obter uma segunda imagem das plantas enquanto a fonte de luz não ilumina as plantas.

Description

CAMPO DA INVENÇÃO

[001] A invenção refere-se a um dispositivo e um método para determinar uma situação de planta, mais em particular uma situação nutricional de uma planta.

FUNDAMENTOS PARA A INVENÇÃO

[002] É conhecido determinar uma situação de planta, tal como uma situação nutricional de planta com a ajuda do teor de clorofila. O teor de clorofila é usualmente determinado por meio de medições ópticas (por exemplo, refletância ou transmitância). Entretanto, os dispositivos para determinar a situação de planta podem ser grandes, sofisticados, desajeitados para posicionar e/ou caros.

TÉCNICA ANTERIOR

[003] A WO 2015077493 A1 (Digimarc Corporation, 28 de maio de 2015) divulga um smartphone, adaptado para o uso como um espectrômetro de imageamento, pela pulsação sincronizada de fontes de luz de LED diferentes conforme quadros de imagem diferentes são capturados pelo sensor de imagem CMOS do telefone. Uma implementação particular utiliza as funções de combinação de cor CIE, e/ou as suas funções ortogonalmente transformadas, para permitir a captura de cromaticidade direta. As imagens espectrais são processadas para o uso na identificação de objeto, classificação, e uma variedade de outras aplicações. As aplicações particulares incluem identificação de produção (por exemplo, fruta ou vegetal).

[004] A US 9075008 B2 (Kyle H. Holland, 3 de março de 2011) divulga um método e sistema para tratar uma planta, compreendendo medir as propriedades ópticas de uma planta usando pelo menos três faixas espectrais; calculando em um dispositivo computacional pelo menos dois índices vegetativos diferentes usando as propriedades ópticas, cada um dos pelo menos dois índices vegetativos correlacionando-se com uma ou mais parâmetros de crescimento de planta; calculando no dispositivo computacional um índice de clorofila invariante em água dos pelo menos dois índices vegetativos diferentes usando as pelo menos três faixas espectrais; e tratando uma ou mais das plantas com base no índice de clorofila invariante em água.

[005] A EP 1429594 B1 (Norsk Hydro ASA, 3 de abril de 2003) divulga um método para determinar e influenciar o estado de plantas em uma maneira sem contato, em particular a fertilização específica de canteiro ou específica de sítio de plantas, em que as plantas são iluminadas por uma fonte de luz halógena ou xenônica modulada artificial por meio de um ponto de luz ou tira de luz durante a passagem com um carreador, os sinais de reflexão da folhagem das plantas são capturadas na faixa espectral visível e/ou próxima ao infravermelho por meio de detectores e passada em uma unidade de avaliação e processamento de sinal para determinar parâmetros biofísicos tais como teor de biomassa, clorofila e/ou água e uma medição para o nível nutricional das plantas é daí derivada, que um computador usa para controlar a quantidade apropriada de fertilizante a ser aplicado como uma variável alvo.

SUMÁRIO DA INVENÇÃO

[006] É um objetivo prover um sistema simples, fácil de usar, fácil para posicionar e/ou barato. Mais no geral, é um objetivo prover um sistema melhorado para determinar uma situação de uma planta.

[007] De acordo com um aspecto é provido um dispositivo portátil para determinar uma situação de plantas, em particular de acordo com a reivindicação 1. O dispositivo portátil provê a vantagem de que a determinação pode ser facilmente realizada in situ, por exemplo, no campo. O dispositivo inclui uma câmara digital a cores disposta para se obter uma imagem a cores de plantas dentro de um campo de vista. A imagem de cor inclui pixels, cada um dos quais compreende pelo menos um componente de cor do vermelho (R), verde (G) e azul (B), junto formando um conjunto de componentes de cor. O dispositivo inclui uma fonte de luz disposta para prover iluminação de banda larga pelo menos para as plantas dentro do campo de vista. A iluminação de banda larga pode por exemplo, ser provida por uma fonte de luz branca, tal como um LED branco. O dispositivo inclui uma unidade de processamento. A unidade de processamento é arranjada para controlar a câmera e a fonte de luz para a obtenção de uma primeira imagem das plantas enquanto a fonte de luz ilumina as plantas com a iluminação de banda larga. A unidade de processamento é arranjada para a obtenção de uma segunda imagem das plantas enquanto a fonte de luz não ilumina as plantas. A unidade de processamento é arranjada para determinar um primeiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um primeiro dos componentes de cor. A unidade de processamento é arranjada para determinar um segundo valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um segundo dos componentes de cor. A unidade de processamento é arranjada para calcular um valor representativo de uma situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor.

[008] Determinar o valor representativo de uma situação das plantas com base na primeira imagem, isto é, com iluminação pela fonte de luz, e na segunda imagem, isto é, sem iluminação pela fonte de luz provê a vantagem de que efeitos de condições de iluminação ambiente podem ser suprimidos. Consequentemente, a credibilidade do dispositivo é enormemente realçada. Também a reprodutibilidade da determinação pode ser realçada. Será avaliado que no geral o dispositivo e método podem ser usados para determinar o valor representativo de uma situação de um objeto.

[009] A unidade de processamento pode ser arranjada para calcular o valor representativo da situação das plantas determinando-se o primeiro valor de cor como a diferença do valor de intensidade calculado em média em pixel (isto é, o valor de intensidade calculado em média em relação a todos os pixels para o dado componente de cor) na primeira imagem e na segunda imagem para o primeiro dos componentes de cor; determinar o segundo valor de cor como a diferença do valor de intensidade calculado em média em pixel (isto é, o valor de intensidade calculado em média em relação a todos os pixels para o dado componente de cor) na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor. Consequentemente, o valor, S, representativo da situação das plantas é uma função, f, do valor de intensidade médio

, na primeira imagem e

, na segunda imagem para o primeiro dos componentes de cor e do valor de intensidade médio

, na primeira e

, na segunda imagem para o segundo dos componentes de cor:

Aqui o primeiro valor de cor é

, e o segundo valor de cor é

[0010] Usando-se um valor de intensidade médio para a imagem ou parte da imagem, informação sobre a distribuição espacial do valor de intensidade é descartado. Como um resultado erros de má combinação, que tipicamente ocorrem se o objeto e/ou a câmera são movidos entre a tomada da primeira e da segunda imagem, podem ser reduzidos. Não obstante, deste modo valores de intensidade relacionados com porções mutuamente diferentes da imagem, por exemplo, para folhas diferentes de uma ou mais plantas, em locais diferentes (por exemplo, alturas diferentes) na canópia, são simultaneamente levadas em conta para determinar um valor de intensidade médio. Consequentemente, erros de medição podem ser reduzidos.

[0011] A unidade de processamento pode ser arranjada para calcular o valor representativo da situação das plantas determinando-se o primeiro valor de cor como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o primeiro dos componentes de cor; determinando o segundo valor de cor como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor. Consequentemente, o valor, S, representativo da situação das plantas é uma função, f, do valor de intensidade

por pixel, i, na primeira imagem e

, na segunda imagem para o primeiro dos components de cor e de valor de intensidade

, por pixel na primeira e

, imagem :

Aqui o primeiro valor de cor é

e o segundo valor de cor é

[0012] A unidade de processamento pode ser arranjada para calcular o valor representativo da situação das plantas determinando-se o primeiro valor de cor como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o primeiro dos componentes de cor por pixel; determinando o segundo valor de cor como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor por pixel; e calculando o valor representativo da situação das plantas calculando-se em média um valor em pixel representativo da situação das plantas obtido usando o primeiro valor de cor por pixel e o segundo valor de cor por pixel. Consequentemente, o valor, S, representativo da situação das plantas é uma função, f, do valor de intensidade

por pixel, i, na primeira imagem e,

, na segunda imagem para o primeiro dos componentes de cor e do valor de intensidade

, por pixel na primeira e,

, na segunda imagem:

Aqui o primeiro valor de cor é

para o io pixel, e o segundo valor de cor é

para o io pixel.

[0013] Será avaliado que é possível realizar os cálculos com base em todos os pixels nas imagens. Também é possível realizar os cálculos com base em um subconjunto dos pixels nas imagens. É possível que o subconjunto é determinado por exemplo, por um usuário (por exemplo, selecionando uma região em uma tela) ou pela unidade de processamento (por exemplo, procedimento de reconhecimento de imagem, por exemplo selecionando pixels pertencentes à imagem de uma folha, pluralidade de folhas, fruta, ou os similares). É possível que o subconjunto seja determinado, por exemplo, selecionando-se automaticamente, aqueles pixels que satisfazem um certo critério, ou certos critérios (por exemplo, todos os pixels identificados como “verde”, que faz com que elementos não verdes tais como sujeira, pontas dos dedos, pés, etc., sejam desconsiderados nos cálculos).

[0014] Será avaliado que o cálculo em média pode ser realizado usando todos os pixels na imagem. Também é possível realizar o cálculo em média usando um subconjunto dos pixels na imagem. É possível que o subconjunto seja determinado por exemplo, por um usuário (por exemplo, selecionando uma região em uma tela) ou pela unidade de processamento (por exemplo, procedimento de reconhecimento de imagem, por exemplo selecionando pixels pertencentes à imagem de uma folha, pluralidade de folhas, fruta, ou os similares). É possível que o subconjunto seja determinado, por exemplo, selecionando-se automaticamente, aqueles pixels que satisfazem um certo critério, ou certos critérios (por exemplo, todos os pixels identificados como “verde”, que faz com que os elementos não verdes tais como sujeira, pontas dos dedos, pés, etc., sejam desconsiderados no cálculo da média).

[0015] Os modos acima de calcular o valor representativo da situação das plantas também pode ser usados para cada pluralidade de blocos de pixels da primeira e segunda imagens. Um valor eventual representativo da situação das plantas pode ser calculado calculando-se em média tais valores em bloco representativo da situação das plantas obtidos.

[0016] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada para, na etapa (iii), calcular o valor, S, representativo da situação das plantas com base em uma razão do primeiro valor de cor e do segundo valor de cor. Consequentemente S pode ser indicado como S = V1/V2. Aqui V1, e V2 podem ser determinados como acima (incluindo V1,i e V2,i e cálculo em média subsequente em relação aos pixels.

[0017] A unidade de processamento pode por exemplo ser arranjada para calcular o valor, S, representativo da situação das plantas como :

em que

é um primeiro valor de intensidade de componente de cor, calculado em média em relação a uma pluralidade pixels da primeira imagem,

é um primeiro valor de intensidade componente de cor, calculado em média em relação a uma pluralidade pixels da segunda imagem de referência,

é um segundo valor de intensidade de componente de cor, calculado em média em relação a uma pluralidade de pixels da primeira imagem de referência,

e é um segundo valor de intensidade de componente de cor, calculado em média em relação a uma pluralidade de pixels da segunda imagem de referência.

[0018] A unidade de processamento pode, por exemplo, ser arranjada para calcular o valor, S, representativo da situação das plantas como

em que

é um primeiro valor de intensidade de componente de cor para um io pixel da primeira imagem de referência,

é um primeiro valor de intensidade de componente de cor para o io pixel da segunda imagem de referência,

é um segundo valor de intensidade de componente de cor para o io pixel da primeira imagem de referência, e

é um segundo valor de intensidade de componente de cor para o io pixel da segunda imagem de referência, e n é o número de pixels.

[0019] Existe uma relação entre o verdor da folha e a situação de nitrogênio da planta. Consequentemente, as exigências de nitrogênio da planta podem ser determinadas com base em dados de medição coletados das folhas da planta. As folhas das plantas com níveis aumentados de nitrogênio tipicamente têm mais clorofila e maiores taxas de fotossíntese. Consequentemente, as plantas que apresentam um verde mais escuro são percebidas ser mais saudáveis do que as plantas deficientes em nitrogênio. Consequentemente, é possível remotamente sentir ou medir o verdor da folha e obter uma indicação da concentração de clorofila e situação de nitrogênio da planta.

[0020] Além disso, também outras propriedades, representativas de uma situação de planta podem ser monitoradas, com base no método de cor divulgado, tal como amadurecimento (por exemplo, tomates, abóboras, trigo, cevada, milho, etc.) e para isto, valores de cor apropriados devem ser determinados e um valor representativo de uma situação das plantas deve ser calculado.

[0021] Opcionalmente, o primeiro dos componentes de cor é o verde (G) e o segundo dos componentes de cor é o vermelho (R). Isto provê a vantagem de que o valor representativo da situação das plantas é altamente sensível ao verde. O componente de imagem do verde pode ser representativo do teor de clorofila. O componente de imagem do vermelho pode ser amplamente, ou totalmente, independente do teor de clorofila. A razão do componente de imagem do verde para o componente de imagem do vermelho pode ser usada para aproximar um valor normalizado relacionado com o teor de clorofila. Consequentemente, a credibilidade do dispositivo é enormemente realçada. O componente de imagem do verde pode ser representativo do teor de clorofila. O componente de imagem do vermelho pode ser amplamente, ou totalmente, independente do teor de clorofila. Consequentemente, o componente de imagem do vermelho pode ser usado para suprimir efeitos de iluminação de fundo não relacionados com o teor de clorofila. Consequentemente, a credibilidade do dispositivo é enormemente realçada.

[0022] Embora a intensidade do componente de cor do verde e do componente de cor do vermelho possa ser dependente da distância da fonte de luz para a planta, o uso da razão do componente de imagem do verde e do componente de imagem do vermelho também pode ser usado para tornar o resultado da medição, isto é, a razão, independente da medição da distância.

[0023] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada ainda para determinar um terceiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um terceiro dos componentes de cor, e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor, o segundo valor de cor, e o terceiro valor de cor.

[0024] Será avaliado que o terceiro valor de cor pode ser determinado como a diferença do valor de intensidade médio na primeira imagem e na segunda imagem para o terceiro dos componentes de cor; ou como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o terceiro dos componentes de cor; ou como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o terceiro dos componentes de cor por pixel.

[0025] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada para, na etapa (iii), calcular o valor representativo da situação das plantas com base em uma razão do primeiro valor de cor e do segundo valor de cor, por exemplo, como em EQ5 ou EQ6. Usando uma razão de dois valores de cor permite calcular um valor representativo de uma situação de planta em que a sensibilidade para o primeiro valor de cor é aumentada usando-se o segundo valor de cor como referência.

[0026] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada para, na etapa (iii), calcular o dito valor representativo da situação das plantas com base em um valor de tonalidade usando o primeiro, segundo e terceiro valores de cor. O valor de tonalidade hRGB pode ser convencionalmente calculado como

em que VR é o primeiro valor de cor, em que o vermelho é escolhido como o primeiro dos componentes de cor, VG é o segundo valor de cor, em que o verde é escolhido como o segundo dos componentes de cor, e VB é o terceiro componente de cor em que o azul é escolhido como o terceiro dos componentes de cor. A função atan2 é a função arco-tangente com dois argumentos. Para quaisquer argumentos de número real x e y não ambos iguais a zero, atan2(y, x) é o ângulo em radianos entre o eixo x positivo de um plano e o ponto dado pelas coordenadas (x, y) nele. O ângulo é positivo para ângulos no sentido anti-horário (semiplano superior, y > 0), e negativo para os ângulos no sentido horário (semiplano inferior, y < 0). O propósito de usar dois argumentos ao invés de um, isto é, computando apenas um atan(y/x), é obter informação sinais das entradas de modo a retornar o quadrante apropriado do ângulo computado, o que não é possível para a função de arco- tangente de argumento único. Isto também evita o problema de divisão por zero, como atan2(y, 0) retornará uma resposta válida contanto que y não seja zero. O valor de tonalidade pode ser representativo do teor de clorofila. Um verde mais escuro pode indicar um teor de clorofila, um verde mais claro pode indicar um teor de clorofila mais baixo. Um verde mais claro pode indicar uma deficiência de nitrogênio. O valor de tonalidade também pode ser representativo de outra situação de planta, tal como amadurecimento (por exemplo, tomates, abóboras, trigo, cevada, etc.).

[0027] O valor representativo da situação das plantas também pode ser determinado como outra combinação matemática do primeiro, segundo, e opcionalmente terceiro valores de cor, V1, V2 e V3. Por exemplo, S = (V1- V2)/V3, S = (V1+V2)/2, S = V1/(V2-V3), etc. De modo que o valor S seja insensível à distância de medição, preferivelmente uma razão de valores de cor é usada.

[0028] A unidade de processamento pode ser arranjada para determinar o valor representativo de uma situação das plantas de tonalidade, saturação, e/ou espaço de cor de brilho de tom-saturação-brilho (HSB). Aqui tonalidade, saturação e brilho podem ser definidos como

[0029] O valor representativo de uma situação das plantas pode por exemplo, ser o tonalidade, a saturação, ou o brilho como determinado acima, ou uma combinação dos mesmos.

[0030] A unidade de processamento pode ser arranjada para determinar o valor representativo de uma situação das plantas a partir de uma diferença entre os valores de cor vermelha e verde, por exemplo,

[0031] A unidade de processamento pode ser arranjada para determinar o valor representativo de uma situação das plantas a partir de uma razão dos valores de cor verde e vermelha, por exemplo,

[0032] A unidade de processamento pode ser arranjada para determinar o valor representativo de uma situação das plantas a partir de um índice de vegetação VI, por exemplo,

[0033] A unidade de processamento pode ser arranjada para determinar o valor representativo de uma situação das plantas a partir de um índice de cor verde escura (DGCI), por exemplo,

[0034] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada para calibrar o primeiro valor de cor, segundo valor de cor, e terceiro valor de cor opcional. Isto provê a vantagem de que desvios na iluminação e/ou câmera podem ser computados. Consequentemente, por exemplo, desvios na composição espectral da fonte de luz e/ou na sensibilidade espectral da câmera podem ser considerados.

[0035] A calibração pode incluir a obtenção, com a câmera, de uma primeira imagem de referência de um objeto de referência com uma, refletância uniforme preferivelmente conhecida, enquanto a fonte de luz ilumina o objeto de referência com a iluminação de banda larga, e obter uma segunda imagem de referência do objeto de referência enquanto a fonte de luz não ilumina o objeto de referência.

[0036] A unidade de processamento pode ser arranjada para calibrar o primeiro, segundo ou terceiro valores de cor para este valor de cor multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, C, determinado como um valor de referência, K, dividido pela diferença do valor de intensidade médio

na primeira imagem de referência e o valor de intensidade médio

na segunda imagem de referência para este componente de cor:

[0037] A unidade de processamento pode ser arranjada para calibrar o primeiro, segundo ou terceiro valores de cor para este valor de cor multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, C, determinado como um valor de referência, K, dividido por uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira imagem de referência e a segunda imagem de referência para este componente de cor:

Aqui IC,ON,i é o valor de intensidade para este componente de cor para um io pixel da primeira imagem de referência, IC,OFF,i é o valor de intensidade para este componente de cor para o io pixel da segunda imagem de referência, e m é o número de pixels.

[0038] A unidade de processamento pode ser arranjada para calibrar o primeiro, segundo ou terceiro valores de cor para este valor de cor por pixel multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, Ci determinado como um valor de referência, K, dividido pela diferença nos valores de intensidade na primeira imagem de referência e a segunda imagem de referência para este componente de cor por pixel:

Aqui IC,ON,i é o valor de intensidade para este componente de cor para um io pixel da primeira imagem de referência, e IC,OFF,i é o valor de intensidade para este componente de cor para o io pixel da segunda imagem de referência.

[0039] A unidade de processamento pode ser arranjada para calibrar o primeiro, segundo ou terceiro valores de cor por bloco, b, de pixels para este valor de cor multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, Cb, determinado como um valor de referência, K, dividido por uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira imagem de referência e a segunda imagem de referência para este componente de cor:

Aqui IC,ON,i é o valor de intensidade para este componente de cor para um io pixel da primeira imagem de referência, IC,OFF,i é o valor de intensidade para este componente de cor para o io pixel da segunda imagem de referência, e p é o número de pixels no bloco.

[0040] O valor de referência, K, pode ser uma constante, tal como um valor máximo de intensidade possível, um valor máximo de intensidade encontrada na primeira imagem de referência para este componente de cor, uma diferença máxima nos valores de intensidade médios na primeira imagem de referência e na segunda imagem de referência para este componente de cor, etc. O valor de referência, K, pode representar a refletância do material de referência no respectivo componente de cor.

[0041] Será avaliado que no caso da unidade de processamento calcular o valor representativo da situação das plantas com base em uma razão do primeiro valor de cor e do segundo valor de cor, que os valores de referência K para a constante de calibração C1 para o primeiro valor de cor e a constante de calibração C2 para o segundo valor de cor podem desaparecer da equação, por exemplo, se o valor de referência K for o mesmo para todos os componentes de cor. Por exemplo, quando do uso da forma calibrada da equação EQ5:

Com

o valor de intensidade médio na primeira imagem de referência para o primeiro dos componentes de cor, etc.

[0042] Opcionalmente, pelo menos um componente de cor é escolhido para ser menos sensível às mudanças na situação de planta do que o(s) outro(s) componente(s) de cor. Opcionalmente, o primeiro dos componentes de cor é selecionado para estar relacionado com a cor da planta da qual uma situação deva ser determinada, e em que o segundo dos componentes de cor é selecionado ser menos ou não relacionado com a dita cor da planta.

[0043] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada para, na etapa (iii), calcular um valor representativo de uma situação de cor de um objeto, usando a intensidade de um ou mais dos componentes de cor.

[0044] Opcionalmente, a unidade de processamento é arranjada para controlar a câmera e a fonte de luz para a obtenção da primeira e segunda imagens em resposta a um único comando do usuário. Consequentemente, um único comando do usuário começa com uma sequência de medição em que tanto a primeira quanto a segunda imagens são automaticamente obtidas. Preferivelmente, a primeira e segunda imagens são obtidas em sucessão rápida. A primeira e segunda imagens podem por exemplo, ser obtidas dentro de 1 segundo, preferivelmente dentro de <100 ms, mais preferivelmente dentro de <10 ms. Consequentemente, erros de medição devido ao movimento da câmera e/ou das plantas são reduzidos. Por exemplo, um tempo de exposição da câmera pode ser de 1/250 s (4 ms), e um tempo de retardo entre a primeira e segunda imagens pode por exemplo, ser de 125 ms.

[0045] De acordo com um aspecto, a câmera é arranjada para determinar para cada pixel em uma imagem um valor de intensidade do vermelho, um valor de intensidade do verde e um valor de intensidade do azul. A câmera pode ser uma câmera RGB. O componente de imagem do verde pode ser os valores de pixel do verde para os pixels na imagem. O componente de imagem do vermelho pode ser os valores de pixel do vermelho para os pixels na imagem.

[0046] De acordo com um aspecto a unidade de processamento é arranjada para determinar o valor representativo de uma situação das plantas,G/R, como:

Aqui G1 é um primeiro valor médio de intensidade de verde para uma pluralidade de pixels da primeira imagem, e G0 é um segundo valor médio de intensidade de verde para uma pluralidade de pixels da segunda imagem. Aqui R1 é um primeiro valor médio de intensidade de vermelho para uma pluralidade de pixels da primeira imagem, e R0 é um segundo valor médio de intensidade de vermelho para uma pluralidade de pixels da segunda imagem. C é uma constante de calibração. Será avaliado que G1, G0, R1 e R0 preferivelmente referem-se à mesma pluralidade de pixels. A pluralidade de pixels pode ser uma área predeterminada dentro das imagens, por exemplo, uma área central. A pluralidade de pixels pode ser uma área variável dentro das imagens, por exemplo, uma área com valores de intensidade mais altos do que um valor limiar. A pluralidade de pixels pode ser todos os pixels dentro das imagens.

[0047] A constante de calibração C pode ser determinada obtendo-se uma primeira imagem de referência de um objeto de referência tendo uma refletância uniforme enquanto a fonte de luz ilumina o objeto de referência com iluminação de banda larga, e obtendo-se uma segunda imagem de referência do objeto de referência enquanto a fonte de luz não ilumina o objeto de referência. O objeto de referência pode por exemplo, ser um painel de referência cinza. A constante de calibração pode ser definida como:

[0048] Aqui Gr1 é um primeiro valor médio de intensidade de verde para uma pluralidade de pixels da primeira imagem de referência, e Gr0 é um segundo valor médio de intensidade de verde para uma pluralidade de pixels da segunda imagem de referência. Aqui Rr1 é um primeiro valor médio de intensidade de vermelho para uma pluralidade de pixels da primeira imagem de referência, e Rr0 é um segundo valor médio de intensidade de vermelho para uma pluralidade de pixels da segunda imagem de referência. A constante de calibração pode por exemplo, compensar quanto deslocamentos do dispositivo específicos da câmera e/ou específicos da fonte de luz.

[0049] Será avaliado que a constante de calibração como definida acima pode ser determinada apenas uma vez para um dispositivo. Entretanto, quando o dispositivo é suspeito de degradação, por exemplo, devido à degradação ou contaminação de componente, a constante de calibração pode ser novamente determinada. Será avaliado que também é possível que a constante de calibração seja determinada apenas uma vez para um tipo específico de dispositivo. Quando os componentes (opto)eletrônicos de todos os dispositivos do tipo são idênticos, uma única determinação da constante de calibração para todos os dispositivos deste tipo pode bastar.

[0050] De acordo com um aspecto, a câmera inclui um primeiro filtro de polarização, e a fonte de luz inclui um segundo filtro de polarização. Opcionalmente, o primeiro e segundo filtros de polarização são de polarização cruzada. Isto provê a vantagem de que a reflexão especular da luz sobre a superfície da planta, por exemplo, folha pode ser suprimida.

[0051] De acordo com um aspecto o dispositivo inclui uma unidade de comunicação arranjada para comunicar a determinada situação das plantas, ou um parâmetro derivado destas, para um sistema aplicador, tal como um sistema fertilizante, sistema de irrigação, sistema de ventilação, sistema de aquecimento, ou os similares.

[0052] Opcionalmente, o dispositivo inclui uma unidade de determinação da posição, tal como uma unidade de GPS, para determinar a informação de local do dispositivo. O dispositivo pode ser depois arranjado para armazenar a situação das plantas, ou um parâmetro derivado das mesmas, em combinação com a informação de local. Alternativamente, ou adicionalmente, o dispositivo pode ser arranjado para comunicar a determinada situação das plantas, ou um parâmetro derivado da mesma, em combinação com a informação de local para um sistema de aplicador, por exemplo, um sistema aplicador de taxa variável, tal como um sistema fertilizante de taxa variável. Consequentemente, o uso de fertilizantes pode ser reduzido aplicando-se precisamente produtos agrícolas às plantas ou locais individuais a serem tratados.

[0053] De acordo com um aspecto, o dispositivo inclui um smartphone ou tablet. A câmera, fonte de luz, unidade de processamento e unidade de comunicação e unidade de determinação da posição opcionais podem ser parte do smartphone ou tablet. Isto provê a vantagem de que um dispositivo compacto pode ser provido em uma maneira simples.

[0054] Opcionalmente, os filtros de polarização podem ser incluídos em um estojo para o smartphone ou tablet. O estojo pode por exemplo, ser arranjado para ser clicado no smartphone ou tablet.

[0055] De acordo com um aspecto é provido um estojo para um smartphone ou tablet incluindo um primeiro filtro de polarização posicionado para cobrir uma lente da câmera do smartphone ou tablet, e um segundo filtro de polarização posicionado para cobrir uma unidade de iluminação do smartphone ou tablet. O primeiro e segundo filtros de polarização podem ser filtros de polarização lineares, por exemplo, arranjados com as suas direções de polarização orientadas substancialmente ortogonais.

[0056] De acordo com um aspecto é provido um produto de programa de computador para determinar uma situação de plantas. O produto de programa de computador inclui porções de código de software arranjadas para, quando executadas em um dispositivo programável, faz com que o dispositivo obtenha uma primeira imagem de plantas com uma câmera digital a cores do dispositivo enquanto uma fonte de luz do dispositivo ilumina as plantas com iluminação de banda larga, obtenha uma segunda imagem das plantas com a câmera digital a cores enquanto a fonte de luz não ilumina as plantas, a primeira e segunda imagens incluindo pixels, cada um dos quais compreende pelo menos um componente de cor vermelho (R), verde (G) e azul (B), juntos formando um conjunto de componentes de cor, determinam um primeiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um primeiro dos componentes de cor, determinam um segundo valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um segundo dos componentes de cor, e calculam um valor representativo de uma situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor. Opcionalmente, o produto de programa de computador é incluído em um dispositivo de armazenagem de dados não transitório. O produto de programa de computador pode por exemplo, ser um aplicativo para o smartphone ou tablet. Opcionalmente, o aplicativo pode ser obtido por download de uma rede de comunicações, tal como a internet.

[0057] De acordo com um aspecto é provida uma combinação do dito estojo e um código para a obtenção de e/ou capacitação do dito produto de programa de computador. O código pode por exemplo, ser uma indicação de um local de onde obter por download o produto de programa de computador, tal como um URL. O código pode ser um código de autorização para autorizar a obtenção por download e/ou uso do produto de programa de computador (por exemplo, permitir que o produto de programa opere, ou opere completamente), por exemplo, de uma loja de aplicativos.

[0058] De acordo com um aspecto é provido um método para determinar uma situação de uma planta usando um dispositivo incluindo uma câmera digital a cores, uma fonte de luz arranjada para prover iluminação de banda larga, e uma unidade de processamento. O método inclui obter uma primeira imagem das plantas com a câmera digital a cores enquanto a fonte de luz ilumina as plantas com iluminação de banda larga. O método inclui obter uma segunda imagem das plantas com a câmera digital a cores enquanto a fonte de luz não ilumina as plantas. A primeira e segunda imagens incluindo pixels, cada um dos quais compreende pelo menos um componente de cor do vermelho (R), verde (G) e azul (B), juntos formando um conjunto de componentes de cor. O método inclui determinar um primeiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um primeiro dos componentes de cor. O método inclui determinar um segundo valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um segundo dos componentes de cor. O método inclui calcular um valor representativo de uma situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor. O método preferivelmente é um método implementado por computador.

[0059] Opcionalmente, o método inclui empreender uma ação, tal como irrigação, fertilização, colheita, proteção (por exemplo, do sol), ventilação, e/ou aquecimento, em resposta ao valor representativo calculado de uma situação das plantas. O método pode incluir prover uma instrução para um operador ou uma máquina para empreender tal ação. O método pode incluir comparar o valor representativo de uma situação das plantas com um valor limiar ou com uma função de referência, de modo a determinar se deve empreender ou não a ação.

[0060] Será avaliado que qualquer um dos aspectos, traços e opções descritos em vista do dispositivo aplica-se igualmente ao método, produto de programa de computador e combinação e vice-versa. Também estará evidente que qualquer um ou mais dos aspectos, traços e opções acima podem ser combinados.

BREVE DESCRIÇÃO DOS DESENHOS

[0061] A invenção será elucidada ainda com base nas modalidades exemplares que são representadas em um desenho. As modalidades exemplares são dadas por via de ilustração não limitativa. É mencionado que as figuras são apenas representações esquemáticas de modalidades da invenção que são dadas por via de exemplo não limitante.

[0062] Nos desenhos:

[0063] As Figs. 1A e 1B mostram uma representação esquemática de um dispositivo; A Fig. 2 mostra uma representação esquemática de um dispositivo; e A Fig. 3 mostra uma representação esquemática de um estojo.

DESCRIÇÃO DETALHADA

[0064] As Figuras 1A e 1B mostram uma representação esquemática de um dispositivo 1. A Figura 1A mostra uma vista frontal do dispositivo 1. A Figura 1B mostra uma vista traseira do dispositivo 1. O dispositivo 1 inclui uma câmera 2 e uma fonte de luz 4. A câmera é uma câmera a cores. Neste exemplo a câmera 2 é uma câmera RGB. A câmera RGB obtém imagens contendo uma pluralidade de pixels. Para cada pixel na imagem a câmera 2 determina um valor de intensidade do vermelho, um valor de intensidade do verde e um valor de intensidade do azul. Neste exemplo, a câmera é uma câmera de 8 bit. Consequentemente, cada um dos valores de intensidade do vermelho, verde e azul é determinado em uma escala de 0 a 255. Será avaliado que uma câmera provendo um valor de intensidade, por exemplo, de 10 bit, não calibrado bruto para cada pixel pode ser usada. A saída de tal câmera pode estar mais linearmente relacionada com a intensidade de luz do que a saída de uma câmera de 8 bit que pode incluir pré-processamento de sinal realizado pela câmera.

[0065] Neste exemplo a fonte de luz é um diodo emissor de luz, LED, branca. Aqui a fonte de luz 4 é colocada adjacente à câmera 2.

[0066] Neste exemplo, o dispositivo 1 inclui um primeiro filtro de polarização 6 colocado em frente de uma lente 8 da câmera 2. O primeiro filtro de polarização 6 é um filtro de polarização linear. O dispositivo 1 inclui um segundo filtro de polarização 10 colocado em frente da fonte de luz 4. O segundo filtro de polarização 10 é um filtro de polarização linear. Neste exemplo o primeiro e segundo filtros de polarização 6, 10 são posicionados tal que as suas orientações de polarização estejam orientadas perpendicularmente.

[0067] Como mostrado na Figura 1B, o dispositivo 1 inclui uma interface de usuário 12. Aqui a interface de usuário 12 inclui uma tela sensível ao toque. A interface de usuário inclui, i.a., os controles 13 para controlar, tal como disparar, a câmera 2 e a fonte de luz 4.

[0068] Neste exemplo, o dispositivo 1 inclui uma unidade de processamento 14. A unidade de processamento está comunicativamente conectada à câmera 2, à fonte de luz 4 e à interface de usuário 12. Aqui, o dispositivo inclui uma unidade de comunicação 16. A unidade de comunicação 16 está comunicativamente conectada à unidade de processamento 14. Neste exemplo, o dispositivo 1 inclui uma unidade de determinação da posição 18, aqui uma unidade do sistema de posicionamento global, GPS. A unidade de determinação da posição 18 está comunicativamente conectada à unidade de processamento 14.

[0069] O dispositivo 1 como descrito até agora pode ser usado como segue.

[0070] Antes que o dispositivo 1 seja usado para determinar uma situação de planta, o dispositivo 1 é calibrado. Para isso, o dispositivo 1 é mantido em relação a um painel de referência, aqui um painel cinza, tendo uma refletância espectralmente uniforme, tal que o campo inteiro de vista 20 do dispositivo 1 seja coberta pelo painel de referência. Via a interface de usuário 12 uma sequência de medição de calibração é iniciada, por exemplo, pressionando-se um botão “calibrado” na tela sensível ao toque. Depois da ativação da sequência de medição de calibração, a unidade de processamento 14 instrui a fonte de luz 4 para ligar e instrui a câmera 2 para tirar uma primeira imagem de referência. Em seguida, a unidade de processamento 14 instrui a fonte de luz 4 para desligar e instrui a câmera 2 para tirar uma segunda imagem de referência. A primeira e segunda imagens de referência podem ser, por exemplo, temporariamente, armazenadas em uma memória 22 do dispositivo 1.

[0071] Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio Gr1 para todos os valores de intensidade do pixel verde da primeira imagem de referência. Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio Gr0 para todos os valores de intensidade de pixel verde da segunda imagem de referência. Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio R1 para todos os valores de intensidade de pixel vermelho da primeira imagem de referência. Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio R0 para todos os valores de intensidade de pixel vermelho da segunda imagem de referência.

[0072] Depois, uma constante de calibração C é calculada usando equação EQ15.

[0073] Referindo-se agora à Figura 2, uma medição é descrita. dispositivo 1 é mantido em ou acima de uma canópia de safra 24. Via interface de usuário 12 uma sequência de medição é iniciada, por exemplo, pressionando-se um botão na tela sensível ao toque. Depois da ativação da sequência de medição, a unidade de processamento 14 instrui a fonte de luz 4 para ligar e instrui a câmera 2 para tirar uma primeira imagem da parte da canópia de safra dentro do campo de visão 20 do dispositivo 1. Em seguida, a unidade de processamento 14 instrui a fonte de luz 4 para desligar e instrui a câmera 2 para tirar uma segunda imagem da parte da canópia de safra 24 dentro do campo de visão 20 do dispositivo 1. A primeira e segunda imagens podem ser, por exemplo, temporariamente, armazenadas na memória 22 do dispositivo 1.

[0074] Aqui, a unidade de processamento 14 automaticamente faz com que o dispositivo tire as duas imagens em resposta a um único comando do usuário. A unidade de processamento 14 faz com que as duas imagens sejam tiradas em sucessão rápida. Neste exemplo as imagens são tiradas com um tempo de exposição de 1/250 s (4 ms) e um tempo de retardo entre as imagens de 125 ms. A fonte de luz 4 é ativada para estar ligada durante um período que seja igual a ou mais longo do que o tempo de exposição.

[0075] Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio G1 para todos os valores de intensidade de pixel verde da primeira imagem. Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio G0 para todos os valores de intensidade de pixel verde da segunda imagem. Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio R1 para todos os valores de intensidade de pixel vermelho da primeira imagem. Neste exemplo, a unidade de processamento 14 determina um valor de intensidade médio R0 para todos os valores de intensidade de pixel vermelho da segunda imagem.

[0076] Quando da contensão do dispositivo dentro da canópia da safra, os valores de intensidade podem ser representativos de folhas mais velhas dentro da canópia de safra. Quando da contensão do dispositivo acima da canópia da safra, os valores de intensidade podem ser representativos de folhas jovens no topo da safra. As folhas mais jovens podem representar melhor a situação nutricional corrente de planta.

[0077] Quando da contensão do dispositivo dentro da canópia de safra, os valores de intensidade médios do verde G0, G1 podem incluir um valor representativo de folhas mais velhas dentro da canópia de safra. Quando da contensão do dispositivo acima da canópia de safra, os valores de intensidade médios do verde G0, G1 podem incluir um valor representativo de folhas mais jovens no topo da safra. As folhas mais jovens podem representar melhor a situação nutricional de planta corrente.

[0078] Depois um valor G/R, por exemplo, representativo de um componente de imagem do verde compensado na luz normalizada e ambiente,é calculado usando a equação 16.

Este valor G/R é representativo do verdor médio da canópia de safra dentro do campo de visão do dispositivo 1. Aqui G1-G0 é o primeiro valor de cor, aqui o valor de cor verde. Este verdor médio é normalizado com respeito aos componentes de imagem não verde (aqui vermelho). Aqui R1-R0 são o segundo valor de cor, aqui o valor da cor vermelha. Este verdor médio é compensado para a luz ambiente pela subtração de valores de intensidade da imagem para a imagem sem iluminação pela fonte de luz 4. Este valor G/R é representativo do teor de clorofila médio da parte da canópia de safra dentro do campo de visão do dispositivo 1. O dispositivo 1 pode mostrar o valor determinado para o usuário, por exemplo, na interface de usuário. Também é possível que o dispositivo 1 indique informação representativa do valor na interface de usuário.

[0079] Será avaliado que neste exemplo a constante de calibração C inclui uma primeiro constante de calibração

em vista do valor de cor verde e uma segunda constante de calibração

em vista do valor de cor vermelha.

[0080] Será avaliado que o valor G/R calculado de acordo com a equação EQ16 é apenas um exemplo de uma situação de planta. Mais no geral, o dispositivo pode determinar uma situação de planta, tal como uma situação nutricional de planta, com base em um primeiro e segundo valores de cor. O dispositivo pode por exemplo, determinar uma situação de planta, tal como uma situação nutricional de planta, com base em várias combinações matemáticas dos valores de cor disponíveis (isto é, R, G e B). Por exemplo, a unidade de processamento pode determinar um valor de tonalidade com base no primeiro e segundo valores de cor.

[0081] Neste exemplo, o dispositivo 1 armazena informação representativa do valor G/R determinado em um registro na memória 22.

[0082] Neste exemplo, a unidade de determinação da posição 18 determina uma posição do dispositivo 1 durante a medição. A informação representativa da posição é armazenada no registro com a informação representativa do valor G/R determinado. O registro pode ser armazenado para acesso e análise.

[0083] Alternativa ou adicionalmente, o dispositivo 1 pode transmitir a determinada situação das plantas, ou um parâmetro derivado da mesma, por exemplo, em combinação com a informação de local para um sistema aplicador, por exemplo, um sistema aplicador de taxa variável, tal como um sistema fertilizante de taxa variável, usando a unidade de comunicação 16. O sistema de aplicador pode depois ajustar a taxa de aplicação de fertilizante para a informação de situação recebida. Consequentemente, o uso de fertilizantes pode ser otimizado, por exemplo, reduzido, aplicando-se precisamente produtos agrícolas às plantas individuais ou locais a serem tratados.

[0084] No exemplo das Figuras 1A, 1B e 2 o dispositivo é personificado como um smartphone. O smartphone inclui a câmera 2, a fonte de luz 4, a unidade de processamento 14, a unidade de comunicação 16 e a unidade de determinação da posição 18. Neste exemplo, o smartphone é provido com software dedicado, tal como um aplicativo, possibilitando que o smartphone realize a funcionalidade como descrita acima.

[0085] No exemplo, o primeiro filtro de polarização 6 e o segundo filtro de polarização 10 são incluídos em um estojo 26 para o smartphone. O estojo é arranjado para ser acoplado ao smartphone, por exemplo, com uma lingueta. O primeiro filtro de polarização 6 é posicionado no estojo 26 para cobrir uma lente da câmera do smartphone. O segundo filtro de polarização 10 é posicionado no estojo 26 para cobrir a fonte de luz 4 do smartphone. O estojo 26 pode ser provido como uma unidade suplementar separada para converter o smartphone no dispositivo com os filtros de polarização. Opcionalmente, o estojo é provido em combinação com um código. O código possibilita que o software dedicado seja instalado e/ou usado no smartphone. O código pode por exemplo, incluir uma indicação de um local, tal como um URL, onde o software dedicado possa ser obtido por download. O local pode ser um local seguro. O código pode por exemplo, incluir uma autenticação possibilitando que o local seja atingido e/ou possibilitando que o software dedicado seja obtido por download e/ou instalado, e/ou possibilitando que o software seja executado no smartphone.

[0086] Aqui, a invenção é descrita com referência aos exemplos específicos de modalidades da invenção. Entretanto, estará evidente que várias modificações e mudanças podem ser feitas nesse particular, sem divergir da essência da invenção. Para o propósito de clareza e atributos de descrição concisa são aqui descritos como parte das mesmas ou modalidades separadas, entretanto, as modalidades alternativas tendo combinações de todos ou de alguns dos traços descritos nestas modalidades separadas também são consideradas.

[0087] No exemplo, a unidade de processamento controla a câmera e a fonte de luz para tirar duas imagens consecutivas em resposta a uma ativação pelo usuário. Será avaliado que também é possível que a unidade de processamento controle a câmera e a fonte de luz para tirar mais do que duas imagens em resposta a uma ativação pelo usuário. Por exemplo, o dispositivo pode consecutivamente tirar imagens sem-com-sem a fonte de luz ativa. Partindo de uma sequência com uma imagem sem iluminação pode ajudar na sincronização da câmera e da fonte de luz para a imagem com iluminação pela fonte de luz, por exemplo, em dispositivos que podem ter dificuldades na sincronização tal como certos smartphones. A imagem inicial sem iluminação pode ser descartada na determinação da situação das plantas. Também é possível que a unidade de processamento controle a câmera e a fonte de luz para tirar uma pluralidade de pares de imagens em resposta a um único comando do usuário. Para cada par de imagens a situação das plantas pode ser determinada. As situações das plantas para os pares consecutivos de imagens podem por exemplo, ser armazenadas e/ou calculadas em média.

[0088] Nos exemplos, o dispositivo é designado como um smartphone. Será avaliado que o dispositivo também pode ser um dispositivo portátil dedicado. Também é possível que o dispositivo seja designado como um outro dispositivo portátil tal como um tablet, laptop, etc.

[0089] Nos exemplos, a unidade de processamento determina o valor representativo de uma situação das plantas para a imagem inteira. Será avaliado que a unidade de processamento também pode determinar, por exemplo, uma intensidade, valor representativo de uma situação das plantas para uma ou mais partes da imagem.

[0090] No exemplo, a unidade de processamento determina o valor representativo de uma situação das plantas como uma razão de intensidades de pixel de imagem verde e vermelha. Será avaliado que também outra combinação matemática das intensidades de pixel disponíveis pode ser usada.

[0091] Entretanto, outras modificações, variações, e alternativas também são possíveis. As especificações, desenhos e exemplos são, consequentemente, para serem considerados em um sentido ilustrativo ao invés de em um sentido restritivo.

[0092] Para o propósito de clareza e uma descrição concisa traços são aqui descritos como parte da mesma ou de modalidades separadas, entretanto, será avaliado que o escopo da invenção pode incluir modalidades tendo combinações de todos ou alguns dos traços descritos.

[0093] Nas reivindicações, quaisquer sinais de referência colocados entre parênteses não devem ser interpretados como limitantes da reivindicação. A palavra ‘compreendendo’ não exclui a presença de outros traços ou etapas além daqueles listados em uma reivindicação. Além disso, as palavras ‘um’ e ‘uma’ não devem ser interpretadas como limitadas a ‘apenas um(a)’, mas ao invés são usadas para significar ‘pelo menos um(a)’, e não excluem uma pluralidade. O mero fato de que certas medições são citadas em reivindicações mutuamente diferentes não indica que uma combinação destas medições não possam ser usadas para uma vantagem.

Claims

1. Dispositivo portátil (1) para determinar uma situação de uma ou mais plantas, compreendendo: - uma câmera (2) digital a cores arranjada para a obtenção de uma imagem a cores de plantas dentro de um campo de vista, a imagem a cores incluindo pixels, cada um dos quais compreende pelo menos um componente de cor vermelha (R), verde (G) e azul (B), juntos formando um conjunto de componentes de cor; - uma fonte de luz (4) arranjada para prover iluminação de banda larga pelo menos para as plantas dentro do campo de visão; - uma unidade de processamento (14) arranjada para controlar a câmera e a fonte de luz para a obtenção de uma primeira imagem das plantas enquanto a fonte de luz ilumina as plantas com a iluminação de banda larga, e obter uma segunda imagem das plantas enquanto a fonte de luz não ilumina as plantas, em que a unidade de processamento é arranjada para realizar pelo menos as seguintes operações: (i) determinar um primeiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um primeiro dos componentes de cor; (ii) determinar um segundo valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um segundo dos componentes de cor; (iii) calcular um valor representativo de uma situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor, em que o valor representativo da situação das plantas é calculado: a) determinando-se o primeiro valor de cor como a diferença do valor de intensidade calculado em média em pixel na primeira imagem e na segunda imagem para o primeiro dos componentes de cor; determinando o segundo valor de cor como a diferença do valor de intensidade calculado em média em pixel na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor; ou b) determinando-se o primeiro valor de cor como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o primeiro dos componentes de cor; determinando o segundo valor de cor como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor; ou c) determinando-se o primeiro valor de cor como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o primeiro dos componentes de cor por pixel; determinando o segundo valor de cor como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor por pixel; e calculando o valor representativo da situação das plantas calculando-se em média um valor em pixel representativo da situação das plantas obtido usando o primeiro valor de cor por pixel e o segundo valor de cor por pixel; caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento é ainda arranjada para calibrar o primeiro valor de cor, segundo valor de cor, e terceiro valor de cor opcional, para este valor de cor: a) multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, C, determinado como um valor de referência dividido pela diferença do valor de intensidade médio em uma primeira imagem de referência, de um objeto de referência com uma refletância uniforme enquanto a fonte de luz ilumina o objeto de referência com a iluminação de banda larga, e o valor de intensidade médio em uma segunda imagem de referência, do objeto de referência enquanto a fonte de luz não ilumina o objeto de referência, para este componente de cor; ou b) multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, C, determinado como um valor de referência dividido por uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira imagem de referência e na segunda imagem de referência para este componente de cor; ou c) multiplicando-se o valor de cor em pixel por um valor de calibração, Ci, determinado como um valor de referência dividido pela diferença nos valores de intensidade na primeira imagem de referência e a segunda imagem de referência para este componente de cor por pixel; ou d) por bloco de pixels para este valor de cor multiplicando o valor de cor por um valor de calibração determinado como um valor de referência dividido por uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira imagem de referência e na segunda imagem de referência para este componente de cor.

2. Dispositivo portátil de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento é ainda arranjada para determinar um terceiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um terceiro dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor, o segundo valor de cor, e o terceiro valor de cor.

3. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações 1 a 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento é arranjada para, na etapa (iii), calcular o dito valor representativo da situação das plantas com base em uma razão do primeiro valor de cor e do segundo valor de cor.

4. Dispositivo portátil de acordo com a reivindicação 3, caracterizado pelo fato de que o primeiro dos componentes de cor é verde (G) e o segundo dos componentes de cor é vermelho (R).

5. Dispositivo portátil de acordo com a reivindicação 2, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento é arranjada para, na etapa (iii), calcular o dito valor representativo da situação das plantas com base em um valor de tonalidade usando o primeiro, segundo e terceiro valores de cor.

6. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o valor de referência é uma constante, tal como: a) um valor máximo de intensidade possível; b) um valor máximo de intensidade encontrado na primeira imagem de referência para este componente de cor; c) uma diferença máxima nos valores de intensidade médios na primeira imagem de referência e na segunda imagem de referência para este componente de cor; ou d) um valor de refletância, por exemplo, conhecido, do objeto de referência, por exemplo, para o respectivo componente de cor.

7. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que pelo menos um componente de cor é selecionado para ser menos sensível às mudanças na situação de planta do que os outros dos componentes de cor.

8. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a unidade de processamento é arranjada para controlar a câmera e a fonte de luz para a obtenção da primeira e segunda imagens em resposta a um único comando do usuário.

9. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a câmera inclui um primeiro filtro de polarização (6), e a fonte de luz inclui um segundo filtro de polarização (10), em que o primeiro e segundo filtros de polarização são polarizados cruzados.

10. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo inclui um smartphone ou um tablet.

11. Dispositivo portátil de acordo com qualquer uma das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que o dispositivo inclui uma unidade de comunicação (16) arranjada para comunicar a determinada situação das plantas, ou um parâmetro derivado desta, a um sistema aplicador, tal como um sistema de fertilização, fertigação, irrigação, etc.

12. Dispositivo portátil de acordo com qualquer umas das reivindicações anteriores, caracterizado pelo fato de que a situação das plantas é a situação de nitrogênio das plantas.

13. Sistema agrícola, caracterizado pelo fato de que inclui um dispositivo de acordo com a reivindicação 12 e um sistema aplicador, tal como um sistema de fertilização, fertigação, irrigação, etc., em comunicação com o dito dispositivo.

14. Método para determinar uma situação de uma ou mais plantas usando um dispositivo portátil (1) incluindo uma câmera (2) digital a cores arranjado para a obtenção de uma imagem a cores de plantas dentro de um campo de visão, a imagem a cores incluindo pixels, cada um dos quais compreende pelo menos um componente de cor vermelha (R), verde (G) e azul (B), juntos formando um conjunto de componentes de cor, uma fonte de luz (4) arranjada para prover iluminação de banda larga pelo menos para as plantas dentro do campo de visão, e uma unidade de processamento (14), o método incluindo: - obter, usando a câmera, uma primeira imagem das plantas enquanto a fonte de luz ilumina as plantas com a iluminação de banda larga, - obter, usando a câmera, uma segunda imagem das plantas enquanto a fonte de luz não ilumina as plantas, e - calcular uma situação das plantas tendo-se a unidade de processamento: (i) determinar um primeiro valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um primeiro dos componentes de cor; (ii) determinar um segundo valor de cor representativo de uma diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para um segundo dos componentes de cor; e (iii) calcular um valor representativo de uma situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor; em que o valor representativo da situação das plantas é calculado: a) determinando-se o primeiro valor de cor como a diferença do valor de intensidade calculado em média em pixel na primeira imagem e na segunda imagem para o primeiro dos componentes de cor; determinando o segundo valor de cor como a diferença do valor de intensidade calculado em média em pixel na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor; ou b) determinando-se o primeiro valor de cor como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o primeiro dos componentes de cor; determinando o segundo valor de cor como uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor; e calculando o valor representativo da situação das plantas usando o primeiro valor de cor e o segundo valor de cor; ou c) determinando-se o primeiro valor de cor como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o primeiro dos componentes de cor por pixel; determinando o segundo valor de cor como a diferença nos valores de intensidade na primeira e na segunda imagens para o segundo dos componentes de cor por pixel; e calculando o valor representativo da situação das plantas calculando-se em média um valor em pixel representativo da situação das plantas obtido usando o primeiro valor de cor por pixel e o segundo valor de cor por pixel; caracterizado pelo fato de que o método ainda compreende calibrar o primeiro, segundo ou terceiro valor de cor opcional, para este valor de cor: a) multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, C, determinado como um valor de referência dividido pela diferença do valor de intensidade médio em uma primeira imagem de referência, de um objeto de referência com uma refletância uniforme enquanto a fonte de luz ilumina o objeto de referência com a iluminação de banda larga, e o valor de intensidade médio em uma segunda imagem de referência, do objeto de referência enquanto a fonte de luz não ilumina o objeto de referência, para este componente de cor; ou b) multiplicando o valor de cor por um valor de calibração, C, determinado como um valor de referência dividido por uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira imagem de referência e na segunda imagem de referência para este componente de cor; ou c) multiplicando-se o valor de cor em pixel por um valor de calibração, Ci, determinado como um valor de referência dividido pela diferença nos valores de intensidade na primeira imagem de referência e a segunda imagem de referência para este componente de cor por pixel; ou d) por bloco de pixels para este valor de cor multiplicando o valor de cor por um valor de calibração determinado como um valor de referência dividido por uma média da diferença nos valores de intensidade por pixel na primeira imagem de referência e na segunda imagem de referência para este componente de cor.