Сільськогосподарські дрони

Безпілотні літальні апарати (БПЛА) або дрони пройшли шлях від військових і фотографів до важливих інструментів у сільському господарстві. Дрони нового покоління оптимізовані для використання в сільському господарстві для боротьби з бур'янами, розпилення добрив та дисбалансу поживних речовин у ґрунті. Значні інвестиції та дослідження в галузі технології безпілотних літальних апаратів приносять інноваційні можливості для збільшення їх використання в сільському господарстві. Дрони виготовляються з легких композитних матеріалів. Це зменшує вагу та забезпечує кращу аеродинаміку. Крім того, вони складаються з друкованих плат, мікросхем, датчиків і програмного забезпечення для імпровізації польоту.

Датчики

Почнемо з того, що дрони складаються з камер, здатних робити знімки у видимому діапазоні (VIS) та ближньому інфрачервоному (NIR). Крім того, мультиспектральні датчики зображення дозволяють одночасно отримувати зображення різних спектрів світла через один оптичний шлях. Ці мультиспектральні зображення використовуються для диференціації здорових і пошкоджених рослин. Дрони бувають найрізноманітніших розмірів та характеристик. Однак більшість дронів нового покоління є невеликими, дешевими, кращими і простішими у використанні завдяки появі датчиків MEMS - мікроелектромеханічних систем.
Різні датчики включають в себе:

1) Теплові датчики - вони  використовуються для виявлення сухих і вологих ділянок ґрунту або змін температури рослин протягом певного періоду часу. Їх також можна використовувати для виявлення шкідників та грибкових інфекцій.

2) ЛІДАР- Датчики виявлення світла і дальності зазвичай дорогі і використовуються для вимірювання відстаней. Вони працюють, освітлюючи точку інтересу лазером, а потім аналізуючи відбите світло. У сільському господарстві його використовують для виявлення змін висоти і будь-яких проблем, пов'язаних з дренажними та іригаційними системами.

3) Гіроскопічний датчик- На ринку доступні різні типи гіроскопів (рідинні, вібраційні, оптоволоконні, кільцеві лазерні). Однак дрони зазвичай оснащуються кільцевими лазерними гіроскопами. Гіроскопи використовуються для забезпечення стабільності, протидіючи силам, які прагнуть нахилити дрони під час польоту.

4) Магнітометри- Їх використовують для вимірювання магнітного поля. Компас - один з найпоширеніших магнітометрів. Вони використовуються в БПЛА для геологічних досліджень, які в подальшому призводять до отримання інформації про вміст ґрунту та поклади корисних копалин.

5) Барометри- Він використовується для визначення висоти дрона над рівнем моря шляхом вимірювання зміни атмосферного тиску та перетворення його в електричні або цифрові сигнали.

6) Акселерометри: Вони використовуються для вимірювання сил прискорення. Сили можуть бути статичними, як гравітація, або динамічними, як вібрація. Вимірювання статичного прискорення допомагає визначити кут нахилу дрона до землі. З іншого боку, динамічне прискорення допомагає дослідити рух дрона.

7) GPS- Система глобального позиціонування забезпечує визначення місцезнаходження об'єкта, статичного або динамічного, в заданий момент часу за допомогою супутників. GPS-навігація дозволяє пілоту дрона відстежувати його місцезнаходження навіть тоді, коли він знаходиться поза зоною видимості.

Крім того, в дронах використовується набагато більше датчиків, таких як датчик швидкості, ультразвукові датчики тощо. Дані, отримані з цих датчиків протягом тижня/місяця/року, допомагають правильно управляти посівами і допомагають фермерам у точному землеробстві.

Денніс Боуман, експерт з сільськогосподарських технологій, включаючи дрони, зазначив,

Коли урожай піднімається над головою, важко побачити, що відбувається на всьому полі. Можливість отримати цю картинку з повітря, побачити, що відбувається на дальньому кінці 120-акрового поля, яке нелегко побачити з дороги, ви можете краще бачити все, що може відбуватися, і ця технологія викликає великий інтерес.

Технологія

Як зазначалося вище, використання першокласних датчиків і швидкого процесора робить дрони помітним продуктом на ринку. Крім того, він має такі особливості, як:

1)Виявлення радарів і автономний зворотний дзвінок- Поточне місцезнаходження дронів легко визначити на радарі. Крім того, при втраті діапазону радіозв'язку програмне забезпечення автоматично надсилає зворотний виклик, який наказує дрону повернутися додому або до місця зльоту. Ця функція також відома як Fail safe.

2)ІДІЛ- Інерціальний вимірювальний модуль - це електронний автономний пристрій. ІВС об'єднуються в інерціальні навігаційні системи для вимірювання висоти, швидкості та положення відносно системи відліку. Вони використовуються для наведення та керування літаками, БПЛА та іншими космічними апаратами.

3)Система зв'язку- Дронами дистанційно керують на певній частоті, щоб уникнути перешкод для інших пультів або дронів. Дронами також можна керувати за допомогою планшетів та мобільних телефонів, що робить їх простими у використанні для неспеціалістів, однак це стосується лише невеликих дронів.

Дрони також оснащені такими технологіями, як вид від першої особи, карданний механізм і контроль нахилу, функції виявлення перешкод і уникнення зіткнень та багато іншого.

майбутнє

Дрони - це майбутнє точного землеробства. Їх поява в сільському господарстві революціонізувала уявлення фермерів про свої ферми. Дрони від таких компаній, як PrecisionHawk, eBee від Sense Fly, AeroVironmet, Sentera, AgEagle, Yamaha, DJI та інших, взяли на себе командування фермами. Незважаючи на такі розробки, вартість дронів не є доступною для кожного фермера. Для вирішення цієї проблеми різні компанії, такі як Agribotix, Aermatics3D, DroneAG та інші, пропонують рішення для дронів та аналізу ферм за доступними цінами. Однак у багатьох людей все ще виникають питання про безпеку дронів, про те, як фермери їх використовують і які існують правила. На ці питання відповідають уряди різних країн, які заохочують фермерів використовувати нові технології в сільському господарстві, щоб зробити виробництво швидшим і якіснішим. Дрони, безумовно, відкрили новий вимір у сфері точного землеробства, і цей політ досягне нових висот у наступному десятилітті.