Drony rolnicze

Bezzałogowe statki powietrzne (UAV) lub drony ewoluowały od urządzeń wojskowych i fotograficznych do niezbędnego narzędzia rolniczego. Drony nowej generacji są zoptymalizowane do użytku w rolnictwie w celu zwalczania chwastów, rozpylania nawozów i nierównowagi poziomu składników odżywczych w glebie. Duże inwestycje i badania w dziedzinie technologii bezzałogowych statków powietrznych przynoszą innowacyjne funkcje, które zwiększają ich wykorzystanie w rolnictwie. Drony są produkowane z lekkich materiałów kompozytowych. Zmniejsza to wagę i zapewnia lepszą aerodynamikę. Co więcej, składają się one z płytek drukowanych, chipów, czujników i oprogramowania usprawniającego ich lot.

Czujniki

Po pierwsze, drony składają się z kamer zdolnych do robienia zdjęć w zakresie widzialnym (VIS) i bliskiej podczerwieni (NIR). Ponadto wielospektralne czujniki obrazu pozwalają na jednoczesne przechwytywanie obrazów o różnym spektrum światła za pośrednictwem jednej ścieżki optycznej. Te wielospektralne obrazy są wykorzystywane do rozróżniania zdrowych i uszkodzonych roślin. Drony są dostępne w wielu różnych rozmiarach i funkcjach. Jednak większość nowych dronów jest mała, tania, lepsza i łatwiejsza w użyciu ze względu na pojawienie się czujników MEMS - Micro Electro Mechanical System.
Różne czujniki obejmują:

1) Czujniki termiczne  służą do wykrywania suchych i mokrych obszarów gleby lub zmian temperatury roślin w danym okresie czasu. Mogą być również wykorzystywane do wykrywania szkodników i infekcji grzybiczych.

2) LIDAR- Czujniki wykrywania światła i odległości są zazwyczaj drogie i służą do pomiaru odległości. Ich działanie polega na oświetlaniu punktu zainteresowania za pomocą lasera, a następnie analizowaniu odbitego światła. W rolnictwie jest wykorzystywany do wykrywania zmian wysokości i wszelkich obaw związanych z drenażem i systemem nawadniania.

3) Czujnik żyroskopowy- Na rynku dostępne są różne typy czujników żyroskopowych (cieczowe, wibracyjne, światłowodowe, laserowe pierścieniowe). Drony są jednak zazwyczaj wyposażone w żyroskopy z laserem pierścieniowym. Żyroskopy służą do zapewnienia stabilności poprzez przeciwdziałanie siłom, które mają tendencję do przechylania dronów podczas lotu.

4) Magnetometry- Służą one do pomiaru pola magnetycznego. Kompas jest jednym z powszechnie używanych magnetometrów. Są one wykorzystywane w bezzałogowych statkach powietrznych do badań geologicznych, które prowadzą do uzyskania informacji na temat zawartości gleby i złóż mineralnych.

5) Barometry- Służy do określania wysokości drona nad poziomem morza poprzez pomiar zmiany ciśnienia powietrza i przekształcanie go w sygnały elektryczne lub cyfrowe.

6) Akcelerometry: Służą do pomiaru sił przyspieszenia. Siły mogą być statyczne, takie jak grawitacja, lub dynamiczne, takie jak wibracje. Statyczny pomiar przyspieszenia pomaga w ustaleniu kąta nachylenia drona względem ziemi. Z drugiej strony, przyspieszenie dynamiczne pomaga w badaniu ruchu drona.

7) GPS- Globalny system pozycjonowania zapewnia lokalizację obiektu, statycznego lub dynamicznego w danym czasie za pomocą satelitów. Nawigacja GPS pozwala pilotowi drona śledzić drona, nawet gdy znajduje się on poza zasięgiem jego wzroku.

Ponadto w dronach zastosowano wiele innych czujników, takich jak czujnik prędkości, czujniki ultradźwiękowe itp. Dane uzyskane z tych czujników w okresie tygodnia/miesiąca/roku pomagają we właściwym zarządzaniu uprawami i pomagają rolnikom w precyzyjnym rolnictwie.

Dennis Bowman, ekspert w dziedzinie technologii rolniczych, w tym dronów, powiedział,

Kiedy plony znajdują się nad głową, trudno jest zobaczyć, co dzieje się na całym polu. Możliwość uzyskania obrazu z powietrza, aby móc zobaczyć, co dzieje się na odległym końcu 120-hektarowego pola, które nie jest dobrze widoczne z drogi, można lepiej zobaczyć wszystkie rzeczy, które mogą się dziać, istnieje duże zainteresowanie tą technologią.

Technologia

Jak wspomniano powyżej, zastosowanie najwyższej klasy czujników i szybkiej jednostki przetwarzania sprawia, że drony są godnym uwagi produktem na rynku. Ponadto posiada takie funkcje jak:

1)Wykrywanie radaru i autonomiczne połączenie zwrotne- Aktualna pozycja drona jest łatwo wykrywalna przez radar. Ponadto, po utracie zasięgu RC, oprogramowanie automatycznie wysyła połączenie zwrotne, które nakazuje dronowi powrót do domu lub do punktu startu. Jest to również znane jako funkcja Fail safe.

2)IMU- Inercyjna jednostka pomiarowa to samodzielne urządzenie elektroniczne. IMU są łączone w inercyjne systemy nawigacyjne w celu pomiaru wysokości, prędkości i położenia względem układu odniesienia. Są one wykorzystywane do naprowadzania i sterowania samolotami, bezzałogowymi statkami powietrznymi i innymi pojazdami kosmicznymi.

3)System komunikacji- Drony są zdalnie sterowane na określonej częstotliwości, aby uniknąć interferencji z innymi pilotami lub dronami. Dronami można również sterować za pomocą tabletów i telefonów komórkowych, co czyni je łatwymi w użyciu dla laików, jednak jest to ograniczone tylko do małych dronów.

Drony są ponadto wyposażone w technologie takie jak widok z perspektywy pierwszej osoby, gimbale i sterowanie pochyleniem, funkcje wykrywania przeszkód i unikania kolizji oraz wiele innych.

Przyszłość

Drony to przyszłość rolnictwa precyzyjnego. Ich pojawienie się w rolnictwie zrewolucjonizowało sposób, w jaki rolnicy postrzegają swoje gospodarstwa. Drony takich firm jak PrecisionHawk, eBee od Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI i innych przejęły kontrolę nad gospodarstwami. Pomimo takiego rozwoju, koszt dronów nie jest przystępny dla każdego rolnika. Aby rozwiązać ten problem, różne firmy, takie jak Agribotix, Aermatics3D, DroneAG itp. dostarczają drony i rozwiązania do analizy gospodarstw rolnych w przystępnych cenach. Jednak wiele osób nadal ma pytania dotyczące bezpieczeństwa dronów, tego, jak rolnicy z nich korzystają i jakie przepisy obowiązują. Odpowiedzi na te pytania udzielają różne rządy, które zachęcają rolników do korzystania z nowych technologii w rolnictwie i sprawiają, że produkcja jest szybsza i lepsza. Drony z pewnością otworzyły nowy wymiar w dziedzinie rolnictwa precyzyjnego, a lot ten osiągnie nowe wyżyny w nadchodzącej dekadzie.