Leafeon：基于毫米波雷达的准确、稳健且低成本叶片水分传感技术
信号处理
2024-10-08 v1
摘要
植物感测在现代智能农业和农业产业中发挥着重要作用。遥感无线电技术允许监测植物健康的关键指标，如叶片水分含量。虽然最近的研究表明使用毫米波(mmWave)雷达进行植物感测具有潜力，但许多研究忽视了叶片结构和表面粗糙度等关键因素，这些因素会影响测量准确性。本文介绍了Leafeon，该技术利用毫米波雷达对叶片水分进行非侵入式测量。利用电子波束定向技术，将多个叶片视角发送到自定义深度神经网络中，后者辨别细微天线变化导致的独特反射图案，确保准确且稳健的叶片水分估计。我们使用商用可得的毫米波雷达实现了Leafeon的原型机，并用各种不同叶片类型进行性能评估。Leafeon在实验室中使用高分辨率破坏性叶片测量进行训练，实现了叶片水分均绝对误差(MAE)最低为3.17%（Avocado叶片），显著优于最新方法，MAE降低最高可达55.7%。此外，我们在室内和玻璃温室实验农场环境中进行了实验（见图1）。我们的结果显示，预测的叶片水分水平与干旱事件之间存在强相关性。
引用
@article{arxiv.2410.03680,
title = {Leafeon: Towards Accurate, Robust and Low-cost Leaf Water Content Sensing Using mmWave Radar},
author = {Mark Cardamis and Hong Jia and Hao Qian and Wenyao Chen and Yihe Yan and Oula Ghannoum and Aaron Quigley and Chung Tung Chou and Wen Hu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2410.03680},
year = {2024}
}