La hauteur des plantes

Mais le défi relevé par les chercheurs gembloutois est d'une toute autre nature: comment faire lorsque plantes de culture et mauvaises herbes sont mélangées? Dans ce cas, évidemment, l'étape la plus importante est celle de la reconnaissance: comment le robot va-t-il être capable de distinguer les plantes qu'il doit détruire de celles auxquelles il ne doit pas toucher?

La première idée a été la plus naturelle car la plus « humaine »: différencier les plantes par leur couleur. Mais cela s'est vite avéré être un échec car c'est une caractéristique qui n'est pas assez discriminante, en tous cas pas avec la technologie actuelle, l'illumination non uniforme, tant en intensité qu'en longueur d'onde de la lumière, venant troubler la reconnaissance. Une deuxième possibilité, tout aussi naturelle, est de différencier les plantes par leur morphologie, leurs formes. Mais ici aussi, on se heurte à deux difficultés: la variabilité du feuillage même au sein d'une même espèce et le fait que les feuilles sont souvent superposées, ce qui ne permet pas aux systèmes de vision de distinguer correctement les feuilles. « Nous nous sommes alors basés sur une idée simple, explique le Professeur Destain. En principe, les bonnes plantes, puisqu'elles sont semées le même jour, poussent à la même vitesse. Les adventices, elles, ont des vitesses de croissance différentes. Donc, à un jour donné, elles auront des tailles différentes! » Idée simple en effet, mais compliquée à réaliser. Car faire mesurer des hauteurs de plantes en temps réel et en continu par un système pose tout de même quelques problèmes.

Pour y arriver, l'équipe de Marie-France Destain a eu recours à la vision stéréoscopique. Le système le plus connu et le plus simple est la stéréoscopie passive. Dans ce cas, on utilise deux caméras qui doivent viser le même point; le système calcule la hauteur à partir de ces deux points. Mais vu la grande variabilité des cas, cela s'est avéré insuffisant. « Nous avons donc, explique Marie-France Destain, utilisé une méthode de stéréoscopie active: un projecteur vidéo projette sur la plante une série de franges lumineuses noires et blanches codées, un peu comme un code-barre. La scène perçue par les caméras laisse apparaître des distorsions de lignes, information de relief. Bien sûr, nous ne nous contentons pas d'un seul cliché, il faut en prendre un grand nombre; chaque image est donc formée de plusieurs images intermédiaires. Le principe de décodage repose sur la corrélation entre signaux émis et signaux reçus. »