Recognizing Time-Frequency Clustering in Ultrasound Emission Spectra
| Autor: | Crnčić, Darjan |
|---|---|
| Přispěvatelé: | Bilas, Vedran |
| Jazyk: | chorvatština |
| Rok vydání: | 2020 |
| Předmět: |
real time
precizna poljoprivreda precision farming TEHNIČKE ZNANOSTI. Računarstvo TEHNIČKE ZNANOSTI. Elektrotehnika OPTICS stvarno vrijeme ugradbeni sustav vodni stres precizna poljoprivreda ugradbeni sustav stvarno vrijeme embedded system TECHNICAL SCIENCES. Electrical Engineering TECHNICAL SCIENCES. Computing vodni stres water potential OPTICS |
| Popis: | Pod povećanim vodnim stresom biljke, u njenom tkivu, ksilemu, dolazi do pojave mjehurića plina koji pucanjem proizvode mehaničke valove ultrazvučnih frekvencija, ultrazvučne akustičke emisije (UAE). Vremensko-frekvencijska analiza UAE u stvarnom vremenu na ugradbenom sustavu smještenom na biljci i procjena vodnog stresa, značajno mogu unaprijediti navodnjavanje u sustavima precizne poljoprivrede. Ovaj rad bavi se razvojem i implementacijom na ugradbenom sustavu skupa algoritama za stvarnovremensku analizu UAE i prijenos sažetih podataka, koji čine OPTICS algoritam, gradijentno grupiranje, spajanje prozora i sažimanje rezultata. OPTICS algoritam i gradijentno grupiranje koriste se za prepoznavanje frekvencijskih linija. Spajanje prozora koristi se za povezivanje rezultata obrade susjednih blokova podataka, dok se sažimanje rezultata koristi za prikaz otkrivenih frekvencijskih linija jednostavnim geometrijskim likom. Ispitana je točnost skupa algoritama nad sintetičkim podacima, gdje su dobivene točnosti preko 95 %. Opisana je mogućnost primjene rješenja nad stvarnim podacima te su predložene metode za adaptivno određivanje parametara skupa algoritama. Analizom implementacije na ugradbenom sustavu STM32 NUCLEO-144 određeno je prosječno vrijeme izvođenja (994 ms) i potrošnja (869 µW). Increased water potential in plants conducting tissue, xylem, produces gas bubbles, which when breaking produce mechanical waves of ultrasound frequencies, ultrasound acoustic emissions (UAE). Time-frequency analysis of UAE in real time on an embedded system mounted on a plant and water potential evaluation can greatly improve watering systems in high precision farming. This paper deals with the development and the implementation on an embedded system of an algorithm set for real time analysis of UAE and transferring compressed data. The algorithm set is made up of OPTICS algorithm, gradient clustering, window merging and result compression. The OPTICS algorithm and gradient clustering are used for extracting clusters. Window merging is used for connecting results of neighboring data blocks, while result compression is used for depicting the recognized clusters with a simple geometric shape. Accuracy of said algorithm set is tested on synthetic data with results over 95 %. The possibility of using the solution on real data is described and methods for adaptive parameter determining have been proposed. Analysis of the implementation on the embedded system SMT32 NUCLEO-144 shows average run time of 994 ms and power consumption of 869 µW. |
| Databáze: | OpenAIRE |
| Externí odkaz: |
|