Maatalouden lennokit

Miehittämättömät ilma-alukset (UAV) eli lennokit ovat kehittyneet sotilas- ja valokuvauslaitteista keskeiseksi maatalouden välineeksi. Uuden sukupolven lennokit on optimoitu käytettäväksi maataloudessa rikkaruohojen, lannoitteiden ruiskutuksen ja maaperän ravinnetason epätasapainon torjumiseksi. Suuret investoinnit ja tutkimus miehittämättömien ilma-alusten teknologian alalla tuovat innovatiivisia ominaisuuksia, jotka lisäävät niiden käyttöä maataloudessa. Lennokit valmistetaan kevyistä komposiittimateriaaleista. Tämä vähentää painoa ja parantaa aerodynamiikkaa. Lisäksi niissä on piirilevyjä, siruja, antureita ja ohjelmistoja, jotka parantavat niiden lentoa.

Anturit

Aluksi lennokit koostuvat kameroista, jotka kykenevät ottamaan näkyvän aallonpituuden kuvia (VIS) ja lähi-infrapunakuvia (NIR). Myös monispektriset kuva-anturit mahdollistavat eri valospektrien samanaikaisten kuvien ottamisen yhden optisen reitin kautta. Näitä monispektrisiä kuvia käytetään terveiden ja vahingoittuneiden kasvien erottamiseen toisistaan. Lennokkeja on saatavana monen kokoisina ja ominaisuuksiltaan erilaisina. Suurin osa uuden ajan lennokeista on kuitenkin pieniä, halpoja, parempia ja helppokäyttöisiä MEMS-mikroelektromekaanisten antureiden ansiosta.
Erilaisia antureita ovat mm:

1) Lämpöanturit - Ne  käytetään havaitsemaan maaperän kuiva ja märkä alue tai muutokset kasvien lämpötilassa ajanjakson aikana. Niitä voidaan käyttää myös tuholais- ja sienitartuntojen havaitsemiseen.

2) LIDAR- Valonhavaitsemis- ja etäisyysanturit ovat yleensä kalliita, ja niitä käytetään etäisyyksien mittaamiseen. Se toimii valaisemalla kiinnostuksen kohteena oleva piste laserilla ja analysoimalla sitten heijastunutta valoa. Maataloudessa sitä käytetään havaitsemaan korkeusaseman muutoksia sekä salaojitus- ja kastelujärjestelmään liittyviä ongelmia.

3) Gyro-anturi- Markkinoilla on saatavilla erityyppisiä gyroantureita (neste-, tärinä-, kuituoptinen, rengaslaser). Lennokit on kuitenkin yleensä varustettu rengaslasergyroskoopilla. Gyroskooppeja käytetään vakauden takaamiseen vastustamalla voimia, joilla on taipumus kallistaa lennokkia lennon aikana.

4) Magnetometrit- Niitä käytetään magneettikentän mittaamiseen. Kompassi on yksi yleisesti käytetyistä magnetometreistä. Niitä käytetään UAV:issa geologisissa tutkimuksissa, joista saadaan tietoa maaperän sisällöstä ja mineraaliesiintymistä.

5) Barometrit- Sitä käytetään lennokin korkeuden määrittämiseen merenpinnan yläpuolella mittaamalla ilmanpaineen muutosta ja muuntamalla se sähkö- tai digitaalisiksi signaaleiksi.

6) Kiihtyvyysmittarit: Niitä käytetään kiihtyvyysvoimien mittaamiseen. Voimat voivat olla joko staattisia, kuten painovoima, tai dynaamisia, kuten tärinä. Staattisen kiihtyvyyden mittaaminen auttaa löytämään drone-kulman maan suhteen. Toisaalta dynaaminen kiihtyvyys auttaa tutkimaan lennokin liikettä.

7) GPS- Maailmanlaajuinen paikannusjärjestelmä tarjoaa kohteen sijainnin, staattisen tai dynaamisen, tiettynä ajankohtana satelliittien avulla. GPS-navigoinnin avulla lennokin ohjaaja voi seurata lennokkia, vaikka se olisi poissa hänen näkökentästään.

Lisäksi lennokissa käytetään monia muita antureita, kuten nopeusantureita, ultraääniantureita jne. Näistä antureista viikon/kuukauden/vuoden aikana saadut tiedot auttavat asianmukaisessa sadonhoidossa ja auttavat viljelijöitä täsmäviljelyssä.

Dennis Bowman, joka on asiantuntija maatalousteknologian, kuten lennokkien, alalla, sanoi,

Kun kasvusto on pään yläpuolella, on vaikea nähdä, mitä koko pellolla tapahtuu. Mahdollisuus saada tämä kuva ilmasta käsin ja nähdä, mitä tapahtuu 120 hehtaarin pellon toisessa päässä, joka ei ole helposti nähtävissä tieltä, antaa paremman mahdollisuuden nähdä kaikki mahdolliset tapahtumat, ja tämä tekniikka kiinnostaa paljon.

Teknologia

Kuten edellä mainittiin, huippuluokan antureiden ja nopean prosessoriyksikön käyttö tekee droneista merkittävän tuotteen markkinoilla. Lisäksi siinä on ominaisuuksia, kuten:

1)Tutkan havaitseminen ja autonominen paluukutsu- Lennokkien nykyinen sijainti on helposti havaittavissa tutkasta. Lisäksi RC-alueen kadotessa ohjelmisto lähettää automaattisesti paluukutsun, joka käskee dronea palaamaan kotiin tai lentoonlähtöpaikalle. Tämä tunnetaan myös nimellä Fail safe -toiminto.

2)IMU- Inertiamittausyksikkö on elektroninen itsenäinen laite. IMU on yhdistetty inertianavigointijärjestelmiin, joilla mitataan korkeutta, nopeutta ja sijaintia suhteessa viitekehykseen. Niitä käytetään lentokoneiden, UAV:iden ja muiden avaruusalusten ohjaukseen ja valvontaan.

3)Viestintäjärjestelmä- Lennokkeja kauko-ohjataan tietyllä taajuudella, jotta vältetään häiriöt muiden kauko-ohjaimien tai lennokkien kanssa. Lennokkeja voidaan ohjata myös tableteilla ja matkapuhelimilla, mikä tekee niistä helppokäyttöisiä maallikoille, mutta se rajoittuu vain pieniin lennokkeihin.

Lennokit on lisäksi varustettu sellaisella tekniikalla kuin First person view, kardaanit ja kallistusohjaus, esteiden havaitsemis- ja törmäyksenesto-ominaisuudet ja paljon muuta.

Tulevaisuus

Dronet ovat täsmäviljelyn tulevaisuus. Niiden tulo maanviljelyn alalle on mullistanut maanviljelijöiden käsityksen tiloistaan. Yritysten kuten PrecisionHawk, eBee from Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI ja muut ovat ottaneet maatilojen komennon. Tällaisesta kehityksestä huolimatta lennokkien kustannukset eivät ole kohtuuhintaisia kaikille viljelijöille. Tämän ongelman ratkaisemiseksi useat yritykset, kuten Agribotix, Aermatics3D, DroneAG jne. tarjoavat drone- ja maatilojen analyysiratkaisuja kohtuuhintaan. Monilla ihmisillä on kuitenkin edelleen kysymyksiä dronejen turvallisuudesta, siitä, miten viljelijät käyttävät niitä ja millaisia säännöksiä on olemassa. Näihin kysymyksiin vastaavat eri hallitukset, jotka kannustavat maanviljelijöitä käyttämään uutta teknologiaa maataloudessa ja tekemään tuotannosta nopeampaa ja parempaa. Dronet ovat varmasti avanneet uuden ulottuvuuden täsmäviljelyn alalla, ja tämä lento saavuttaa uusia korkeuksia tulevan vuosikymmenen aikana.