Implementación de un robot móvil terrestre para la evaluación del estado de cultivos utilizando navegación por LiDAR y clasificación mediante visión artificial

Abstract

Este trabajo presenta la implementación de un robot móvil terrestre para la evaluación automática del estado fitosanitario en cultivos de ciclo corto. Para superar las limitaciones del monitoreo manual de plagas, el sistema propuesto integra la plataforma Hiwonder JetTank ROS impulsada por una unidad de procesamiento NVIDIA Jetson Nano. La arquitectura de control opera mediante la separación funcional de dos capas: el sensor LiDAR ejecuta la navegación reactiva aplicando una ley de repulsión referenciada a los bordes de los surcos, mientras que la cámara RGB emplea el modelo YOLOv8 para contar y clasificar plantas en tiempo real al cruzar una línea virtual de validación. Debido a la pérdida de los especímenes vegetales orgánicos, la evaluación experimental en campo empleó réplicas sintéticas 3D dispuestas sobre el terreno. Las pruebas físicas confirmaron que el robot navega los surcos de forma autónoma y estable, procesando imágenes a una tasa de aproximadamente 25,7 FPS para la clasificación de las muestras. Los resultados demuestran que el sistema constituye un prototipo funcional con alto potencial para asistir el monitoreo manual en la agricultura.