Comparative Performance Evaluation of Low-Cost, Continuous, Field-Deployable Trail Cameras for Agricultural Field Monitoring
Dharani Suresh Babu · Amaya Atucha · Mura Jyostna Devi
评估八款低成本红外相机在蔓越莓田连续监测作物的性能。
田间部署8台相机，每30分钟采集图像与温度，持续15天。
相机3续航与温度相关性最佳，相机5色彩最准，相机7噪声最低。
可探索低成本相机网络与表型算法结合，实现大田高通量连续表型监测。
论文实测八款低成本红外相机在蔓越莓田的连续监测表现，方法扎实、结论具体，对作物表型与田间物联网设备选型有参考价值，但属细分技术评测，公共影响有限。
监测叶绿素含量和胁迫响应等植物性状对农业研究和作物管理至关重要。然而，传统的表型分析方法往往具有破坏性、劳动强度大且缺乏时间分辨率。利用数码相机进行连续成像为追踪植物随时间发育提供了一种非侵入性方法。本研究评估了生态研究中常用的红外触发相机在农业环境中进行连续、非破坏性植物监测的有效性。在蔓越莓田的冠层高度部署了8台相机，在15天内以30分钟间隔采集图像和温度数据。基于运行可靠性和数据质量，筛选出4台相机进行详细分析。关键性能参数包括图像质量（模糊、色偏和噪声）、温度测量精度和电池续航能力。温度读数与冠层探头传感器和堤坝级气象站的数据进行了比较。相机3、5和7在不同性能指标上各具优势：相机3在电池续航方面表现突出（15天内保持100%电量）且温度相关性最佳（R²高达0.983）；相机5显示出最优的色彩准确性（最低色偏评分：9.679 ± 0.06）；相机7实现了最低噪声水平（0.906 ± 0.002）并具有高度一致的成像性能。这些型号还表现出可靠的温度测量精度，与冠层探头数据比较时，决定系数（R²）范围为0.935至0.983。总体而言，结果表明每台相机根据具体监测需求（如图像清晰度、色彩准确性、噪声降低或连续野外部署）各具优势。研究结果凸显了红外触发相机作为经济可靠的工具，可用于远程、非破坏性和连续的植物监测，为植物表型分析和作物管理领域的研究人员提供了有价值的参考。