Medición del porcentaje de madurez en ramas de café mediante dispositivos móviles y visión por computador

Abstract

Actualmente, la cosecha de café en Colombia se realiza de manera manual, tiene un alto requerimiento de mano de obra y es responsable del 40% de los costos de producción. Para determinar las necesidades de mano de obra, los productores realizan estimaciones de la producción mediante métodos destructivos o subjetivos. Este trabajo investiga el desarrollo de una estrategia, basada en el análisis de imágenes, para planificar la cosecha del café a través de la estimación no destructiva del porcentaje de frutos maduros (PM) en las ramas. Para la puesta a punto de la metodología, se adquirieron imágenes utilizando un teléfono móvil en diferentes condiciones de campo a un total de 69 ramas de café variedad Castillo®, con un PM entre el 10% y el 70%. Debido a la longitud de las ramas (entre 40 y 60 cm), se capturaron varias imágenes de cada rama, obteniendo un total de 280 imágenes. Para segmentar las imágenes se utilizó la aplicación Food-ColorInspector (http://www.cofilab.com) y para cada rama se obtuvo mediante esta aplicación el área correspondiente a tres estados de madurez de los frutos (inmaduro, semimaduro y maduro), que se asoció al PM. Adicionalmente, se realizó el conteo manual de los frutos en los distintos estados de maduración. Se utilizaron 23 ramas escogidas al azar para crear un modelo lineal de estimación entre los porcentajes de madurez obtenidos mediante el análisis de las imágenes y el análisis manual. El modelo obtuvo un coeficiente de determinación R2=88%, con un error promedio absoluto del 3,9% entre el PM estimado a mano y mediante análisis de imagen. Posteriormente, este modelo se validó con 46 ramas restantes, obteniendo un R2=75% y un error promedio de 5,5%. Los resultados son prometedores para la creación de herramientas que automaticen la actual estimación manual de cosecha del café mediante el uso dispositivos móviles, como teléfonos inteligentes, al alcance de cualquier caficultor