Сельскохозяйственные дроны

Беспилотные летательные аппараты (БПЛА) или дроны превратились из устройств для военных и фотографов в важнейший инструмент сельского хозяйства. Беспилотники нового поколения оптимизированы для использования в сельском хозяйстве для решения проблем сорняков, распыления удобрений и дисбаланса уровня питательных веществ в почве. Крупные инвестиции и исследования в области технологий беспилотных летательных аппаратов привносят инновационные функции для расширения их использования в сельском хозяйстве. Дроны производятся из легких композитных материалов. Это снижает вес и обеспечивает лучшую аэродинамику. Кроме того, они состоят из печатных плат, микросхем, датчиков и программного обеспечения для улучшения их полета.

Датчики

Начнем с того, что беспилотники оснащены камерами, способными делать снимки в видимом диапазоне длин волн (VIS) и в ближнем инфракрасном диапазоне (NIR). Кроме того, многоспектральные датчики изображения позволяют одновременно получать изображения различных спектров света через один оптический путь. Эти мультиспектральные изображения используются для дифференциации здоровых и поврежденных растений. Дроны бывают самых разных размеров и характеристик. Однако большинство беспилотников нового поколения маленькие, дешевые, лучшие и простые в использовании благодаря появлению датчиков MEMS - микроэлектромеханических систем.
Различные датчики включают:

1) Тепловые датчики - они  используются для обнаружения сухих и влажных участков почвы или изменения температуры растений за определенный период времени. Они также могут использоваться для выявления вредителей и грибковых инфекций.

2) LIDAR- Датчики обнаружения света и дальности обычно дорогостоящие и используются для измерения расстояний. Он работает путем освещения интересующей точки лазером и последующего анализа отраженного света. В сельском хозяйстве он используется для обнаружения изменений в высоте и любых проблем, связанных с дренажной и ирригационной системой.

3) Датчик гироскопа- На рынке доступны различные типы гироскопов (жидкостные, вибрационные, волоконно-оптические, кольцевые лазерные). Однако беспилотники обычно оснащаются кольцевыми лазерными гироскопами. Гироскопы используются для обеспечения устойчивости, противодействуя силам, которые стремятся наклонить беспилотник во время полета.

4) Магнитометры- Они используются для измерения магнитного поля. Компас - один из часто используемых магнитометров. Они используются в беспилотных летательных аппаратах для геологических исследований, которые в дальнейшем позволяют получить информацию о содержании почвы и минеральных отложений.

5) Барометры- Он используется для определения высоты беспилотника над уровнем моря путем измерения изменения давления воздуха и преобразования его в электрические или цифровые сигналы.

6) Акселерометры: Они используются для измерения ускоряющих сил. Силы могут быть либо статическими, как гравитация, либо динамическими, как вибрации. Измерение статического ускорения помогает определить угол наклона беспилотника по отношению к земле. С другой стороны, динамическое ускорение помогает исследовать движение беспилотника.

7) GPS- Система глобального позиционирования обеспечивает определение местоположения объекта, статического или динамического, в определенный момент времени с помощью спутников. GPS-навигация позволяет пилоту дрона следить за ним, даже когда он находится вне зоны видимости.

Кроме того, в беспилотниках используется множество других датчиков, таких как датчик скорости, ультразвуковые датчики и т.д. Данные, полученные с этих датчиков за неделю/месяц/год, помогают правильно управлять урожаем и помогают фермерам в точном земледелии.

Деннис Боуман, эксперт в области сельскохозяйственных технологий, включая беспилотники, сказал,

Когда урожай находится над головой, трудно увидеть, что происходит на всем поле. Возможность получить такую картинку с воздуха, увидеть, что происходит на дальнем конце 120-акрового поля, которое не очень хорошо видно с дороги, позволяет лучше рассмотреть все, что может происходить, вызывает большой интерес к этой технологии".

Технология

Как уже упоминалось выше, использование первоклассных датчиков и быстрого процессора делает дроны заметным продуктом на рынке. Кроме того, он обладает такими функциями, как:

1)Обнаружение радаров и автономный обратный вызов- Текущее положение дрона легко определяется на радаре. Кроме того, при потере радиуса действия RC программное обеспечение автоматически посылает обратный вызов, который приказывает дрону вернуться домой или в точку взлета. Это также известно как функция Fail safe.

2)IMU- Инерциальный измерительный блок - это электронное автономное устройство. IMU объединяются в инерциальные навигационные системы для измерения высоты, скорости и положения относительно системы отсчета. Они используются для наведения и управления самолетами, БПЛА и другими космическими аппаратами.

3)Система связи- Дроны управляются дистанционно на определенной частоте, чтобы избежать помех от других пультов или дронов. Дроны также могут управляться с помощью планшетов и мобильных телефонов, что делает их простыми в использовании для непрофессионалов, однако это ограничено только небольшими дронами.

Дроны оснащены такими технологиями, как вид от первого лица, карданы и управление наклоном, функции обнаружения препятствий и предотвращения столкновений и многие другие.

Будущее

Дроны - это будущее точного сельского хозяйства. Их появление в сфере сельского хозяйства произвело революцию в представлении фермеров о своих хозяйствах. Дроны таких компаний, как PrecisionHawk, eBee от Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI и других, взяли на себя управление фермами. Несмотря на такие разработки, стоимость дронов не по карману каждому фермеру. Для решения этой проблемы различные компании, такие как Agribotix, Aermatics3D, DroneAG и другие, предлагают решения по анализу с помощью дронов и ферм по доступным ценам. Однако у многих людей все еще остаются вопросы о безопасности дронов, о том, как фермеры используют их и какие существуют нормативные акты. Ответы на эти вопросы дают правительства различных стран, которые поощряют фермеров использовать новые технологии в сельском хозяйстве и делать производство быстрее и лучше. Дроны, безусловно, открыли новое измерение в области точного земледелия, и в ближайшее десятилетие этот полет достигнет новых высот.