Published April 6, 2023 | Version v1
Publication Open

Open Science Drone Toolkit: Open source hardware and software for aerial data capture

Creators

  • 1. Consejo Nacional de Investigaciones Científicas y Técnicas
  • 2. National Agricultural Technology Institute
  • 3. Instituto Profesional La Araucana
  • 4. National University of Mar del Plata

Description

Despite the increased access to scientific publications and data as a result of open science initiatives, access to scientific tools remains limited. Uncrewed aerial vehicles (UAVs, or drones) can be a powerful tool for research in disciplines such as agriculture and environmental sciences, but their use in research is currently dominated by proprietary, closed source tools. The objective of this work was to collect, curate, organize and test a set of open source tools for aerial data capture for research purposes. The Open Science Drone Toolkit was built through a collaborative and iterative process by more than 100 people in five countries, and comprises an open-hardware autonomous drone and off-the-shelf hardware, open-source software, and guides and protocols that enable the user to perform all the necessary tasks to obtain aerial data. Data obtained with this toolkit over a wheat field was compared to data from satellite imagery and a commercial hand-held sensor, finding a high correlation for both instruments. Our results demonstrate the possibility of capturing research-grade aerial data using affordable, accessible, and customizable open source software and hardware, and using open workflows.

⚠️ This is an automatic machine translation with an accuracy of 90-95%

Translated Description (Arabic)

على الرغم من زيادة الوصول إلى المنشورات والبيانات العلمية نتيجة لمبادرات العلوم المفتوحة، لا يزال الوصول إلى الأدوات العلمية محدودًا. يمكن أن تكون المركبات الجوية غير المأهولة (الطائرات بدون طيار، أو الطائرات بدون طيار) أداة قوية للبحث في تخصصات مثل الزراعة والعلوم البيئية، ولكن استخدامها في البحث تهيمن عليه حاليًا أدوات مملوكة ومغلقة المصدر. كان الهدف من هذا العمل هو جمع وتنظيم واختبار مجموعة من الأدوات مفتوحة المصدر لالتقاط البيانات الجوية لأغراض البحث. تم بناء مجموعة أدوات Open Science Drone من خلال عملية تعاونية وتكرارية من قبل أكثر من 100 شخص في خمسة بلدان، وتضم طائرة بدون طيار مستقلة ذات أجهزة مفتوحة وأجهزة جاهزة، وبرمجيات مفتوحة المصدر، وأدلة وبروتوكولات تمكن المستخدم من أداء جميع المهام اللازمة للحصول على البيانات الجوية. تمت مقارنة البيانات التي تم الحصول عليها باستخدام مجموعة الأدوات هذه عبر حقل قمح ببيانات من صور الأقمار الصناعية وجهاز استشعار تجاري محمول باليد، مما وجد ارتباطًا كبيرًا لكلا الجهازين. توضح نتائجنا إمكانية التقاط البيانات الجوية من درجة البحث باستخدام برامج وأجهزة مفتوحة المصدر ميسورة التكلفة ويمكن الوصول إليها وقابلة للتخصيص، واستخدام سير العمل المفتوح.

Translated Description (French)

Malgré l'accès accru aux publications et aux données scientifiques grâce aux initiatives de science ouverte, l'accès aux outils scientifiques reste limité. Les véhicules aériens sans équipage (UAV ou drones) peuvent être un outil puissant pour la recherche dans des disciplines telles que l'agriculture et les sciences de l'environnement, mais leur utilisation dans la recherche est actuellement dominée par des outils propriétaires à code source fermé. L'objectif de ce travail était de collecter, organiser et tester un ensemble d'outils open source pour la capture de données aériennes à des fins de recherche. L'Open Science Drone Toolkit a été construit grâce à un processus collaboratif et itératif par plus de 100 personnes dans cinq pays, et comprend un drone autonome open-hardware et du matériel standard, des logiciels open-source, ainsi que des guides et des protocoles qui permettent à l'utilisateur d'effectuer toutes les tâches nécessaires pour obtenir des données aériennes. Les données obtenues avec cette boîte à outils sur un champ de blé ont été comparées aux données de l'imagerie satellitaire et d'un capteur portatif commercial, trouvant une corrélation élevée pour les deux instruments. Nos résultats démontrent la possibilité de capturer des données aériennes de recherche en utilisant des logiciels et du matériel open source abordables, accessibles et personnalisables, et en utilisant des flux de travail ouverts.

Translated Description (Spanish)

A pesar del mayor acceso a las publicaciones y datos científicos como resultado de las iniciativas de ciencia abierta, el acceso a las herramientas científicas sigue siendo limitado. Los vehículos aéreos no tripulados (UAV o drones) pueden ser una herramienta poderosa para la investigación en disciplinas como la agricultura y las ciencias ambientales, pero su uso en la investigación está actualmente dominado por herramientas patentadas de código cerrado. El objetivo de este trabajo fue recopilar, seleccionar, organizar y probar un conjunto de herramientas de código abierto para la captura de datos aéreos con fines de investigación. El Open Science Drone Toolkit fue construido a través de un proceso colaborativo e iterativo por más de 100 personas en cinco países, y comprende un dron autónomo de hardware abierto y hardware listo para usar, software de código abierto y guías y protocolos que permiten al usuario realizar todas las tareas necesarias para obtener datos aéreos. Los datos obtenidos con este conjunto de herramientas sobre un campo de trigo se compararon con los datos de imágenes satelitales y un sensor de mano comercial, encontrando una alta correlación para ambos instrumentos. Nuestros resultados demuestran la posibilidad de capturar datos aéreos de grado de investigación utilizando software y hardware de código abierto asequibles, accesibles y personalizables, y utilizando flujos de trabajo abiertos.

Files

journal.pone.0284184&type=printable.pdf

Files (2.0 MB)

⚠️ Please wait a few minutes before your translated files are ready ⚠️ Note: Some files might be protected thus translations might not work.
Name Size Download all
md5:8282dd4257ba8f800980e86a7ea82f9f
2.0 MB
Preview Download

Additional details

Additional titles

Translated title (Arabic)
مجموعة أدوات Open Science Drone: أجهزة وبرمجيات مفتوحة المصدر لالتقاط البيانات الجوية
Translated title (French)
Boîte à outils de drone Open Science : matériel et logiciel open source pour la capture de données aériennes
Translated title (Spanish)
Open Science Drone Toolkit: Hardware y software de código abierto para la captura de datos aéreos

Identifiers

Other
https://openalex.org/W4362657491
DOI
10.1371/journal.pone.0284184

Is supplement to
https://openalex.org/W4390143003 (Other)
https://openalex.org/W4386356460 (Other)
https://openalex.org/W4200142686 (Other)
https://openalex.org/W3120228629 (Other)
https://openalex.org/W3093267682 (Other)
https://openalex.org/W3017109063 (Other)
https://openalex.org/W3006255515 (Other)
https://openalex.org/W2921772030 (Other)
https://openalex.org/W2345835657 (Other)
https://openalex.org/W2188588845 (Other)

GreSIS Basics Section

Is Global South Knowledge
Yes
Country
Argentina

References

  • https://openalex.org/W1966301784
  • https://openalex.org/W2002008272
  • https://openalex.org/W2008547125
  • https://openalex.org/W2059523177
  • https://openalex.org/W2078638804
  • https://openalex.org/W2126677287
  • https://openalex.org/W2166516660
  • https://openalex.org/W2300362210
  • https://openalex.org/W2611581340
  • https://openalex.org/W2625117623
  • https://openalex.org/W2741809807
  • https://openalex.org/W2766492707
  • https://openalex.org/W2775149491
  • https://openalex.org/W2785823074
  • https://openalex.org/W2806325719
  • https://openalex.org/W2887154390
  • https://openalex.org/W2893441545
  • https://openalex.org/W2895791830
  • https://openalex.org/W2914476261
  • https://openalex.org/W2933406870
  • https://openalex.org/W2946796514
  • https://openalex.org/W2950381058
  • https://openalex.org/W2957702671
  • https://openalex.org/W2966090103
  • https://openalex.org/W2978935865
  • https://openalex.org/W2989666306
  • https://openalex.org/W3011189840
  • https://openalex.org/W3011520619
  • https://openalex.org/W3015657740
  • https://openalex.org/W3022286624
  • https://openalex.org/W3087181314
  • https://openalex.org/W3097222248
  • https://openalex.org/W3101331368
  • https://openalex.org/W3118709155
  • https://openalex.org/W3155360967
  • https://openalex.org/W3165055387
  • https://openalex.org/W3169682761
  • https://openalex.org/W3178979426
  • https://openalex.org/W3192430432
  • https://openalex.org/W3203267288
  • https://openalex.org/W3206619417
  • https://openalex.org/W3209146648
  • https://openalex.org/W4205618938
  • https://openalex.org/W4229002261
  • https://openalex.org/W4229076373
  • https://openalex.org/W4308310433