Нижний Новгород, Россия

Беспилотники в сельском хозяйстве

  • Автор статьи Михаил

  • Категория Роботы

  • Опубликовано 2017-03-04

Все мы слышали о существовании квадрокоптеров или, как их ещё называют, дронов. Но многие не представляют их реальную ценность. У большинства людей сложилось мнение, что это очередные игрушки. Да, по началу так и было. Но в последние время данная отрасль получила колоссальное развитие и захватывает все новые и новые области применения беспилотников в бизнесе и промышленности. Когда мы говорим о беспилотных летательных аппаратах (БЛА), стоит разделять их на 2 типа: дроны и БЛА самолетного типа. Каждый из них по-своему хорош в выполнении различных задач и в наши дни успешно используются оба варианта.

RobotON.Article
RobotONDrones

Дроны имеют несколько винтов, что позволяет осуществлять горизонтальный взлёт и посадку, зависать над определённой областью. В зависимости от количества винтов, данные БЛА имеют различные лётные характеристики и названия. Самыми популярными являются квадрокоптеры, имеющие четыре лопасти. У них самое большое время полёта, отличная подвижность в воздушном пространстве и относительно дешёвая цена. Следующими по частоте использования стоят гексокоптеры и октокоптеры. Они имеют 6 и 8 винтов соответственно. Они более тяжеловесны и неповоротливей по сравнению с квадрокоперами, но зато могут нести гораздо больший вес. По длительности полёта с нагрузкой, для которой их собственно и покупают, они зачастую проигрывают БЛА с 4 лопастями. Но на самом деле все зависит от цены, так как дроны с большим количеством винтов существенно дороже, ведь на каждый пропеллер приходится по одному мощному бесколлекторному мотору. Сейчас ведутся активные исследования по созданию лёгких моторов, которые должны иметь очень большой коэффициент отношения тяги моторов к их весу. Планируется использовать 3D печать по металлу, чтобы сделать основные элементы полыми.

RobotON.Article
RobotONDrones

В качестве примеров масштабных применений коптеров и других БЛА можно считать военную отрасль, аэрофотосъемку глобальных мероприятий и агропромышленный комплекс, о котором мы расскажем подробнее.

Рост сельскохозяйственных угодий не избежен ввиду увеличения численности населения мира и развитии торговых отношений. Поэтому, несомненно, возникнет жёсткая конкуренция на соответсвующие товары. В этом случае важными составляющими продукции будут ее качество, цена, риски зависимости урожая от погоды и паразитов, затраты на содержание техники и персонала в зимнее время и многое другое. Правильно применение БЛА может существенно облегчить эти проблемы, а в некоторых случая и вовсе их устранить. Сейчас в России данное направление находится на зачаточном уровне. Некоторые агропромышленники запускают дронов над своими полями, чтобы по установленной на них обычной видеокамере визуально выявить проблемы своих угодий. Да, это сократит затраты на ГСМ и время на объезд многокилометровых полей. Но человеческий глаз не способен выявить глубокие проблемы растений, такие как наличие насекомых или нехватка удобрений, особенно при таких огромных объёмах данных.

Как же быть в этом случае? На самом деле, человечество уже догадалось, как можно решить такие проблемы разом и сейчас некоторые зарубежные компании стараются активно внедрять подобные технологии. Речь идёт о специальных мультиспектральных камерах, которые легко устанавливаются на БЛА. Учёные определили, что по поглощенному и отраженному свету от растений можно судить об их химическом составе, а, следовательно, и об их здоровье. Мультиспектральные камеры как раз и созданы для того, чтобы собирать данную информацию быстро и в больших объёмах. Затем, с помощью специальных алгоритмах, данные обрабатываются и делаются выводы о состоянии исследуемого участка. Самым известным и наиболее часто используемым является индекс NDVI (Normalized Difference Vegetation Index). Это простой количественный показатель количества фотосинтетически активной биомассы. Как именно его получают и что для этого нужно коротко и понятно рассказано в Википедии . Существует несколько типов таких индексов, которые могут дать очень ценную информацию о состоянии полей и принять своевременные меры для улучшения урожайности. Кроме того, подобная информация поможет правильно вносить удобрения, осуществлять полив там, где это действительно необходимо. Все это называется точечным земледелием и за ним будущее.

RobotON.Article

Давайте представим идеальный вариант для фермера, когда все происходит автоматически. Дрон с мультиспектральной камерой на борту самостоятельно делает облет сельскохозяйственной местности в любую погоду, присылает снимки на сервер, где они обрабатываются. Далее по полученным результатам делается вывод и соответствующая техника направляется в указанный сектор под управлением GPS или Глонасс. Преимущество использования коптеров в данной сфере, а не БЛА самолетного типа, заключается в первую очередь в возможности вертикального взлета и посадки. Это позволяет полностью автоматизировать процесс. Кроме того, если использовать активную диагностику растения для, например, выявления паразитов необходима возможность зависания в воздухе. Конечно, у БЛА самолетного типа есть ряд преимуществ. Самым главным является то, что они гораздо дольше летают и на большие расстояния.

Это весьма интересное и перспективное направление. На западе активно ведется подобная программа. На наш взгляд, лидирующими компаниями в это сфере являются Sentera , MicaSense и Tetracam . Все они являются производителями мультиспектральных камер и предлагают полный пакет услуг по анализу сельскохозяйственных угодий. В качестве БЛА они используют как дроны, так и самолеты. Самой популярной моделью квадрокоптеров по-прежнему остается DJI Phantom ввиду его стабильности, надежности и относительно небольшой стоимости. Поэтому данные компании выпускают специальные апгрейды на данные модели для установки на них своих камер. БЛА самолетного типа существенно дороже и на рынке нет явного лидера. Поэтому затачивать камеру под разные модели не выгодно. Недавно, фирма DJI представила новую модель октокоптера для сельского хозяйства, который способен нести вес до 10 кг. В качестве нагрузки используется вода, удобрения или пестициды, которые могут быть доставлены в любую точку поля и выпущены на определенные растения. Все это очень удобно и эффективно, но при условии отлаженности процессов и стабильной работы техники.

Комментарии:

Интересные статьи: