Desarrollo de un sistema de visión artificial basado en redes neuronales convolucionales para la detección del estado de maduración del cacao mediante una aplicación móvil

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Title: Desarrollo de un sistema de visión artificial basado en redes neuronales convolucionales para la detección del estado de maduración del cacao mediante una aplicación móvil
Authors: Betancourt Rodríguez, Adriana Paulina
Narea Torres, Miguel Ángel
Advisor: Paillacho Corredores, Jonathan Salvador
Abstract: This project describes the design and implementation of an intelligent system based on computer vision to determine the ripeness stage of cocoa pods through a mobile application. Given the importance of fine aroma cocoa in Ecuador and the need to optimize harvesting processes, a technological solution is proposed to automate the identification of pod maturity stages directly in the cultivation environment. For this purpose, real images captured in plantations were classified and labeled to train an image processing model. The model training was conducted using a supervised approach, distinguishing between immature, ripening, and mature pods, achieving high levels of accuracy after several iterations (96 % on average). Subsequently, the model was exported and optimized for integration into an interactive web application, allowing users to upload, process them locally, and obtain the visual classification of each pod’s maturity stage. As a result, a functional, accessible, and adaptable system was developed, aimed at small and medium-sized producers, to facilitate decision-making regarding the optimal harvesting time, reduce losses due to premature or late collection; and promote precision agriculture in rural areas. The proposed methodology, in addition to its applicability to cocoa, can be adapted to other crops requiring visual fruit analysis, contributing to the digitalization of the agricultural sector and fostering sustainable and efficient practices within production chains.
Translated abstract: Este proyecto describe el diseño e implementación de un sistema inteligente basado en visión artificial para determinar el grado de maduración de las mazorcas de cacao a través de un aplicativo móvil. Dada la importancia del cacao fino de aroma en Ecuador y la necesidad de optimizar los procesos de cosecha, se plantea una solución tecnológica que automatiza la identificación del estado madurativo de las mazorcas directamente en el entorno de cultivo. Para ello, se emplearon imágenes reales capturadas en plantaciones, las cuales fueron clasificadas y etiquetadas con el fin de entrenar un modelo de procesamiento de imágenes. El entrenamiento del modelo se llevó a cabo bajo un enfoque supervisado, diferenciando entre mazorcas inmaduras, en proceso de maduración y sobremaduras, alcanzando altos niveles de precisión tras varias iteraciones (96 % en promedio). Posteriormente, el modelo fue exportado y optimizado para su integración en un aplicativo web interactivo, que permite a los usuarios cargar, procesarlas localmente y obtener la clasificación visual del estado de maduración de cada mazorca. Como resultado, se obtuvo un sistema funcional, accesible y adaptable, dirigido a pequeños y medianos productores, que facilita la toma de decisiones sobre el momento óptimo de cosecha, disminuye las pérdidas por recolección prematura o tardía; y promueve la agricultura de precisión en zonas rurales. La metodología propuesta, además de ser aplicable al cacao, puede adaptarse a otros cultivos que requieran análisis visual del fruto, contribuyendo a la digitalización del sector agrícola y fomentando prácticas sostenibles y eficientes en las cadenas de producción.
Keywords: VISIÓN ARTIFICIAL
APLICATIVO MÓVIL
PROCESAMIENTO DE IMÁGENES
AGRICULTURA DE PRECISIÓN
MADURACIÓN DEL CACAO
Issue Date: 2025
URI: http://dspace.ups.edu.ec/handle/123456789/30952
Language: spa
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