Implementation of in-situ Plant Health Visualization for Controlled Environment Agriculture using Microsoft HoloLens 2

• Main Author: Kuhr, Lennart
• Format: Thesis
• Language: unknown
• Published: 2022
• Subjects: Systemanalyse Raumsegment; Neumayer; Neumayer Station; Antarktis*
• Online Access: https://elib.dlr.de/192494/

Die Literaturrecherche zu Techniken der Pflanzengesundheitsüberwachung innerhalb von stark technisch kontrollierten Pflanzenproduktionssystemen ergab eine Forschungslücke bei der mobilen, vor Ort Darstellung von Single Image - Normalized Difference Vegetation Index (SI-NDVI) Messwerten. Da angenommen wurde, dass die hohe Portabilität von Augmented Reality (AR) Geräten für diese Anwendung gut geeignet ist, wurde die Literaturrecherche um die Einbindung von externen Sensordaten zur Darstellung mittels AR Geräten erweitert. Dabei konnten keine Forschungsergebnisse oder Beispielanwendungen zur Darstellung von externen Sensordaten mittels AR Geräten gefunden werden. Daraufhin wurde die folgende Forschungsfrage gestellt: "Können AR Geräte zur mobilen, vor Ort Darstellung von SINDVI Messwerten innerhalb von stark technisch kontrollierten Pflanzenproduktionssystemen genutzt werden?". Zur Beantwortung dieser Frage wurde ein neuartiges System zur mobilen, vor Ort Darstellung von SI-NDVI Messungen unter Verwendung der Microsoft HoloLens 2 (HL2) konzeptioniert, implementiert und getestet. Diese Arbeit dokumentiert den dazugehörigen Prozess und beinhaltet des Weiteren eine Diskussion der Ergebnisse und einen Ausblick weiterer Forschungsaktivitäten. Ein Teil der Diskussion ist eine kurze Einschätzung zur Übertragbarkeit des entwickeltes Systems in andere Pflanzenproduktionskontexte. Da sich die vorgefundenen Forschungsergebnisse zur Verwendung von SI-NDVI Messungen auf die Anwendung im EDEN ISS Projekt beziehen, wurde das dazugehörige Pflanzenproduktionssystem als Grundlage für die Definition der operativen Rahmenbedingungen verwendet. Das EDEN ISS Projekt erprobt Schlüsseltechnologien für die künftige Lebensmittelproduktion im Weltraum und betreibt hierfür eine vertikale Indoor Farm in der Antarktis nahe der Neumayer-Station III. Während der Konzeption wurde das Kamerasystem University of Florida Spectral Imager (UFSI) zur Erfassung der Bilddaten ausgewählt. Dieses Kamerasystem basiert auf einer GoPro Hero 4 Black (GP4), die ...