Содержание
Беспилотный летательный аппарат (БПЛА, реже БЛА; в разговорной речи также «беспилотник» или «дрон», от англ. drone — трутень) — летательный аппарат без экипажа на борту[. БПЛА могут обладать разной степенью автономности — от управляемых дистанционно до полностью автоматических, а также различаться по конструкции, назначению и множеству других параметров. Управление БПЛА может осуществляться эпизодической подачей команд или непрерывно — в последнем случае БПЛА называют дистанционно-пилотируемым летательным аппаратом (ДПЛА)[. Основным преимуществом БПЛА/ДПЛА является существенно меньшая стоимость их создания и эксплуатации (при условии равной эффективности выполнения поставленных задач)
Источник
Как дроны преобразовывают сельское хозяйство22 июля 2016, 17:10 Технология дронов вовсе не является новой. Однако похоже, что теперь, благодаря солидным инвестициям и в каком-то смысле более свободному законодательству, действительно пришло их время – особенно в сельскохозяйственной отрасли. Беспилотные летательные аппараты (БЛА) – более известные как дроны – используются в коммерческих целях с начала 1980-х годов. Однако только сейчас возможности практического применения дронов начинают расширяться. В ответ на стремительно развивающиеся технологии компании создают новые бизнес-модели и сценарии использования беспилотников. По результатам недавнего анализа, проведенного PwC, общая доступная стоимость систем с применением дронов во всех отраслях составляет более $127 млрд. По прогнозам, население планеты к 2050 году достигнет девяти миллиардов человек, и эксперты считают, что за тот же период потребление сельскохозяйственной продукции вырастет примерно на 70%. Кроме того, дополнительные проблемы могут создать грядущие экстремальные изменения климата. Производители должны использовать революционные стратегии для производства пищи, увеличения производительности, и на первое место нужно поставить возможность устойчивого развития. Отчасти с этим могут помочь дроны. Компания PwC оценивает рынок дронов и решений для отрасли в $32,4 млрд. Издание Technology Review приводит шесть вариантов использования летающих и наземных дронов для выращивания урожая:
Что дальше?В будущем беспилотники можно будет организовывать в группы, которые смогут совместно проводить мониторинг сельскохозяйственных угодий, а гибридные наземно-воздушные дроны будут собирать информацию и решать множество различных задач. Так что же мешает распространению дронов в сельском хозяйстве? Помимо общих для всех отраслей преград для повсеместного применения дронов – безопасности полетов, вопросов неприкосновенности личной жизни и тонкостей страхования – главной проблемой для сельского хозяйства является тип и качество получаемых данных. Для решения этой проблемы индустрии предстоит создать более продвинутые датчики и камеры, а также разработать высокоавтоматизированные дроны, требующие минимальной подготовки. |
Дрон для сельского хозяйства» или как защитить растения без особых усилийВсем доброго времени суток. Конечно, для живущих в мегаполисах эта статья мало чем пригодиться, однако, для людей, живущих «рядом с сельским хозяйством» думаю будет полезной. Буквально недавно всем известная компания DJI выпустила на рынок новинку – «Agras MG-1» — коптер, который является «распылителем». Попросту говоря, это октокоптер, несущий на борту бак с жидкостью и распылителем. «О! Додумались наконец-то» — подумал я. Именно эта идея была темой моей диссертации в институте, однако, сидящие там «профессора» сказали: — « А что тут нового? С самолетов-то уже опрыскивали, и научной новизны тут по сути нет». Ну и после нескольких таких фраз я понял, что никому у нас это не надо кроме меня. А делать то, что никому не надо я не люблю. Честно сказать было неприятно, что такую инновацию по сути «запинали ногами». На этом моя «научная» деятельность и утихла. А эту статью я решил написать после того, как увидел ценник на новый DJI Argas, и этот ценник был 15000 $. Вы издеваетесь?! $15000 за коптер, красная цена которому 4 тысячи, ну максимум 5 со всей его суперэлектроникой. Чтобы не быть голословным приведу конструкцию своего «коптера-опрыскивателя». Изначально мой коптер, как и у многих был, собран для аэросъемки. Но в прекрасный момент я понял, что этим дело не ограничится. Сейчас этот сетап уже разобран и собран на «более тяговитых» двигателях, но на тот момент он выглядел так: Коптер:
Сразу скажу, что это не лучшие комплектующие (АКБ и регуляторы), поэтому опираться на них не стоит. Что касается опрыскивателя, то тут было несколько модификаций. Первым делом надо было найти форсунки. Перепробовал много автомобильных форсунок (кстати, на фото выше как раз форсунки BMW), но как видно на фото, они плохо распыляли жидкость, ведь для опрыскивания капли жидкости должны были быть практически в виде «тумана». Это необходимо для того, чтобы растения не обжигались ядохимикатами и равномерно покрывались. Короче говоря, после долгих поисков я их нашел: форсунки с цилиндрическим распылением* и изменяемым углом распыла. Эти форсунки обслуживаемые, что достаточно важно. Сам трубопровод представляет собой обыкновенный шланг омывателя стекол автомобиля, который продается в любом автомагазине (100–200 рублей). Что же представляет собой емкость опрыскивателя? Да ничего особенного. :) Обыкновенный бачок омывателя от ВАЗ 2109 с двумя родными насосами (можно поставить и один, вполне достаточно). Стоит он по-моему вместе с насосами около 200–300р. Также необходим кусок трубки (или любой жесткой палки) для разнесения по сторонам форсунок. Кстати, располагать форсунки лучше всего строго под лопастями коптера. Дело в том, что кроме вертикального падения водяной потом закручивается за счет вращения лопастей. В итоге наша мелкодисперсная смесь становиться еще более «мелкой». Теперь расскажу «сложнейшую систему» включения и выключения насосов. Turnigy switch — обыкновенный выключатель, подсоединяемый к RC-приемнику. То есть за счет него мы дистанционно включаем и выключаем насосы. Ну и аккумулятор на 12В крепится прямо на бачке для питания этих насосов. Теперь еще немножко теории. Распыление из форсунки происходит в виде конуса. И если у нас 2 форсунки, то получаем 2 конуса. И при определенной высоте коптера эти конусы начинают пересекаться. И точка, в которой жидкости пересекаются называется «точкой перекрытия». Другими словами, по краям будет 1 слой жидкости, а в центре 2 слоя. Чтобы этого избежать я на каждую форсунку поставил по сервоприводу. В итоге я мог управлять углом наклона форсунок, создавая минимальную точку перекрытия. Что касается скорости обработки, то тут думаю все ясно: Проведя опыт на поле ржи 60х20 метров с высотой растений 2 метра коптер справился за 7 минут (включая дозаправку), а человек с ручным опрыскивателем так и заблудился там. А на счет безопасности, то тут мы находимся рядом с ядохимикатами только в момент заправки (но жидкость не мелкодисперсная, поэтому менее опасная для организма). В момент распыления коптер находится на удалении от пилота. А вот при опрыскивании ручными опрыскивателями человек находится в непосредственной близости. Вот вам и вывод всей этой затеи! Ах да, остался же еще один вывод: Во-первых хочу задать вопрос. Достигнута ли цель, которую мы преследовали, создавая такой агрегат? Опыты показали что да. Затраты на этот аппарат вместе с коптером, с пультом управления, с опрыскивателем, и даже с мешком ядохимикатов получились не более 1–1.5 тысячи долларов. А если учесть мой нынешний сетап (обновленный коптер, который на 35-ых двигателях может тягать 8–9 литров) не более 2-х тысяч долларов. А теперь и второй вопрос. Компания DJI? Вы что там с ума посходили? Какие 15 тысяч долларов? А? Видео опрыскивания: p.s. Спасибо Виктору за этот материал и опыт. |
Сельское хозяйство и беспилотникиЗачем нужны беспилотники в сельском хозяйства?Использование дронов в земледелии и в целом в сельском хозяйстве - одно из наиболее перспективных направлений применения этой технологии. БЛА могут быть эффективно использованы для планирования и контроля этапов сельскохозяйственного производства, а также для химической обработки посевов и других растений. При этом основным критерием для внедрения БЛА является экономическая целесообразность. БЛА позволяют получать актуальную и эффективную информацию тогда, когда она вам необходима, кроме того, накопленная за длительный период информация позволяет анализировать процессы в динамике. Тренды в области использования беспилотников в сельском хозяйствеРастет спрос на B2B-услуги в данном сегменте. Растет спрос на услуги IT-компаний, создающих ПО для сбора и обработки собранных данных в интересах точного земледелия. Снижаются регуляторные барьеры, тормозившие процессы внедрения дронов в сельское хозяйство. Совеременный тренд - предлагать не только купить беспилотник, но также и комплект ПО, необходимого для аналитической обработки полученных в ходе аэросъемки данных. Другой намечающийся тренд - переход от телеуправления беспилотниками на роботизированные системы, в которых беспилотники автоматически подзаряжают аккумуляторы, вылетают на маршруты по расписанию, выполняют облет и фотографирование (видеонаблюдение) в автоматическом режиме, возвращаются на место стоянки и сбрасывают информацию в систему автоматизированной обработки. 2016.04.09 В сельском хозяйстве Болгарии начали применять беспилотники.
ПлюсыБЛА способны собирать информацию о посадках, достаточную для точного применения пестицидов и гербецидов там, где необходимы химикалии. Это обещает фермерам возможность сэкономить на использовании химии, а также сохраняет окружающую среду. БЛА позволяют создать картографическую основу с точными координатами всех объектов, что позволит в дальнейшем вести визуальный анализ объектов с разрешением вплоть до нескольких см на пиксель. На эту основу можно будет нанести векторные слои: поля, объекты инфраструктуры, дороги. Такая основа позволяет рассчитывать точные площади, расстояния, потребности в ресурсах и т.п. Удобно определять объективную площадь пашни, сенокосов, пастбищ, залежей, паров, зяби, сева, недосевов и присевов. Результаты аэрофотосъемки позволяют ставить участки на кадастровый учет. Аэрофотосъемка с БЛА более детализована, нежели космический снимок. Разрешение снимков возможно в сантиметрах на точку, за счет высот полета от 100 до 600 метров над поверхностью земли. Кроме того, БЛА позволяют вести съемку даже в условиях облачности, что недоступно спутникам и затрудняет использование авиации. Получение снимков возможно даже в процессе полета, причем можно скорректировать полет в реальном времени, если заказчику это необходимо. Производительность БЛА достигает до 30 кв км за час при площадной съемке и до 35 км/ч для линейных объектов. Обеспечивается существенная экономия затрат на исследования и выигрыш во времени по-сравнению со всеми другими их видами: наземным обследованием; спутниковыми фотографиями, использованием пилотируемой авиации.
МинусыЕсть и скептики или даже противники нового подхода. Пилоты сельскохозяйственной авиации, например, опасаются столкновений с малозаметными беспилотниками. Эту проблему, вероятно, можно решить установкой на дроны проблесковых огней и трекинговых систем. Важно совершить грамотный выбор БЛА или предпочесть приобрести услугу на базе БЛА, а не сам БЛА. Если все же речь идет о приобретении БЛА в собственность, следует воспользоваться консультацией специалистов, чтобы не купить, например, дорогой БЛА с большой дальностью полета (в несколько часов), если вам требуется аэросъемка полей площадью например в 20 тыс. га, с чем справятся и модели БЛА со значительно более низкой ценой. Примерная формула для выбора беспилотника такова: средняя скорость БЛА * время полета = дальность полета. Эта величина должна быть чуть больше длине полей хозяйства по максмальному линейному измерению (например, с севера на юг). Конечно, если стоят задачи не только аэросъемки, то выбор может быть иным.
Компании, оказывающие услуги в области сельского хозяйства на базе беспилотников
Прогозы2016 Аналитики PWC оценивают потенциальный размер рынка использования БЛА в сельском хозяйстве впечатляющими $32,4 млрд. Bank of America Merill Lynch прогнозирует, что сельское хозяйство может представлять для рынка коммерческих беспилотников примерно 80% доходов. Потенциально объем экономической активности только в США в этом сегменте оценивается в $82 млрд в период с 2015 по 2025 годы. Goldman Sachs прогнозирует, что сельскохозяйственный сектор будет крупнейшим в плане гражданского использования беспилотников в США и вторым по величине сегментом в мире в ближайшие 5 лет. Исследователи Markets and Markets оценивают потенциал роста рынка сельскохозяйственных беспилотников в 30% в среднем в год вплоть до 2022 года. Аналитики IDTechEx прогнозируют, что сельское хозяйство станет основным рынком для беспилотников, достигнув $460 млн в 2026 году. Беспилотные телеуправляемые вертолеты опыляют рисовые поля в Японии с начала 1990-х. В 2016 году можно говорить о зрелости данной технологии/отрасли, во всяком случае продажи такой техники в Японии уже вышли на плато. Тем не менее, данный рынок ожидает новый всплеск по мере развития технологий, а также по мере появления на рынке небольших и недорогих летательных устройств для обработки посадок с высокой степенью автономности. Развитие использования беспилотников в сельском хозяйстве не ограничено решением задач опыления. БЛА используют также для детального картографирования ферм, позволяющего фермерам принимать управленческие решения на основе данных, специфичных для каждой зоны хозяйства. Легкие и недорогие беспилотники могут оснащаться компактными мультиспектральными сенсорами, замеряющими ключевые индикаторы, характеризующие здоровье посевов, уровни засушливости, дефицит азота и так далее. Развитие данного сегмента вскоре ждет период роста в течение нескольких последовательных лет. Это связано с тем, что снижаются регуляторные барьеры для внедрения БЛА в сельское хозяйство, а также практически собралась воедино экосистема точного земледелия, что означает, что фермеры сегодня могут принимать решения на основе анализа собранной численной информации. Беспилотники, как таковые, всё более становятся "коммодити", и ценность все более сдвигается в сторону провайдеров сбора и аналитической обработки данных. 2015 По расчетам Международной ассоциации беспилотных систем, до 80% будущего коммерческого рынка беспилотников придется на сельскохозяйственные дроны.
Основные направления использования беспилотников в сельском хозяйстве- аэросъемка угодий с дронов, включая мультиспектральную съемку, которая стала возможна лишь с 2012-2013 года. Мультиспектральная съемка позволяет определять: уровень содержания азота в почве и тканях растения; мониторить состояние и развитие посевов, прогнозировать урожайность; вычислять индекс влажности; индекс вегитации; индекс листовой поверхности и т.п. Источник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10 - облет полей для контроля работы наемного персонала - мониторинг полей на предмет выявления попавших на территорию животных (защита от потрав) - мониторинг нахождения и использования сельскохозяйственной техники, в частности появляется возможность оперативного реагирования на качество работы механизаторов путем мониторинга путей прохождения техники на поле. Контроль качества пропашности. - мониторинг систем ирригации - выпас скота, поиск отбившихся от стада животных, направление их к стаду 2015.10.23 Самый продвинутый казахский пастух. Использует DJI Inspire I и 5 запасных аккумуляторов для выпаса лошадей и баранов. Недочет - дрон не может передавать звуковые команды, приходится использовать только его "пугающий" эффект. 2015.05.20 В Австралии начали использовать дронов для выпаса скота. - выявление заболевших животных в стаде на выпасе с дрона, оборудованного термокамерой и необходимым ПО - создание электронных карт полей - конечным продутом должен стать высокоточный ортофотоплан и созданные на его основе векторные карты с выделением на них необходимой заказчику информации - инвентаризация посевов и полей, установление объективной площади пашни, а также сенокосов, пастбищ, многолетних трав, залежей.
Источник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10 - определение фактической площади сева, недосевов, присевов. Качество и фактическая площадь подготовки паров и зяби, как взошли и перезимовали озимые.
Источник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10 - На какой площади и в какой степени требуется подкормка азотными удобрениями. Источник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10
- Объективная площадь к уборке в разрезе культур, прогноз урожайности с данной площади. Источник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10 - Что в действительности представляют собой ваши поля: содержание азота, влаги, засоления, подтопления, заболачивания. - формирование карт рельефа сельскохозяйственных полей, определение направлений водной эрозии - определение границ и площадей участков, где выполнялись сельхозработы - мониторинг внесения посевного материала и всхождения сельскохозяйственных растений, оперативное определение качества всходов и развития посевов в течение периода вегитации с последующим расчетом нормализованного вегетационного индекса (NDVI - Normalized Difference Vegetation Index) - определение потребности в применении удобрений, в частности, за счет выявления контуров состояния сельскохозяйственных растений на поле, где необходимо внесение удобрений. Это позволяет оптимизировать (сократить) внесение удобрений - сэкомить на удобрениях и на работах по их внесению. - определение участков засоренности или заболеваний посевов, степени засоренности - мониторинг всхожести сельскохозяйственных культур Источник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10
- опрыскивание посадок с беспилотников (беспилотные телеуправляемые вертолеты опыляют рисовые поля в Японии с начала 1990-х годов) 2015.11.28 DJI расширил линейку - теперь и сельскохозяйственный мультикоптер Argas MG-1 - оценка объема работ и постоянный контроль их выполнения - документирование ущерба от стихийных бедствий - охрана урожая на поле. Беспилотники являются новым инструментом охраны, поскольку благодаря тепловизорам обеспечивают возможность охраны в ночное время, а универсальная нагрузка позволяет использовать их практически круглосуточно. 2016.04.09 Как дроны перевели сельское хозяйство в Болгарии на новый уровень - прогнозирование урожайности сельскохозяйственных культур 2016.05.16 Для DJI выпустили сенсор мониторинга посевов. Американская компания Sentera, разработчик ПО и аппаратуры для БЛА, на днях представила сенсор Sentera NDVI Single для коптера DJI Phantom 4. Легкий высокоточный сенсор подвешивается на Phantom 4 и позволяет использовать дрон для мониторинга сельхозугодий. Основная камера беспилотника при этом не подвергается каким-либо модификациям и сохраняет полную функциональность. Данные с Sentera NDVI Single дополняют визуальный поток. Сенсор работает с ПО Sentera AgVault Software, позволяющим фермерам получать детализированную информацию о здоровье и состоянии посевов. - экологический мониторинг сельскохозяйственных земель
Оценка эффективности использования БЛА в сельском хозяйствеИсточник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10 Примерная оценка стоимости комплекса услуг DaaS (дрон как услуга) для земледельческого хозяйстваИсточник: презентация услуг компании Беспилотные Технологии , 2014.10
Новости2016.11.19 Беспилотники все активнее будут применять для аналитики в сельском хозяйстве. Прогноз ID TechEx. 2016.05.16 Для DJI выпустили сенсор мониторинга посевов. Американская компания Sentera, разработчик ПО и аппаратуры для БЛА, на днях представила сенсор Sentera NDVI Single для коптера DJI Phantom 4. Легкий высокоточный сенсор подвешивается на Phantom 4 и позволяет использовать дрон для мониторинга сельхозугодий. Основная камера беспилотника при этом не подвергается каким-либо модификациям и сохраняет полную функциональность. Данные с Sentera NDVI Single дополняют визуальный поток. Сенсор работает с ПО Sentera AgVault Software, позволяющим фермерам получать детализированную информацию о здоровье и состоянии посевов. 2016.04.09 Как дроны перевели сельское хозяйство в Болгарии на новый уровень 2016.03.30 Применение БЛА в современном земледелии обсудят в Сколково 2016.03.23 Дроны для фермеров. Намного больше, чем модная игрушка 2016.03.13 Французская Delair-Tech получила $14.5 млн инвестиций и теперь попробует свои силы в Европе, в США и Китае . Предложение компании интересно тем, что кроме беспилотника она предлагает также необходимое ПО для анализа данных. 2016.02.29 Интервью: Валерий Яковенко, Drone.UA отвечает на вопросы RoboTrends.ru Использование беспилотников в сельском хозяйстве в Украине. Из первых рук. 2016.01.25 Как улучшить вино с помощью беспилотника. Дрон PrecisionHawk работает на винограднике. 2015.11.28 DJI расширил линейку - теперь и сельскохозяйственный мультикоптер Argas MG-1 2015.10.23 Самый продвинутый казахский пастух. Использует DJI Inspire I и 5 запасных аккумуляторов для выпаса лошадей и баранов. Недочет - дрон не может передавать звуковые команды, приходится использовать только его "пугающий" эффект. 2015.11.02 ООО "Беспилотные технологии" участвовало в работе выставки АгроЭкспоСибирь 2015. 2015.10.10 Беспилотники можно использовать в сельском хозяйстве России. Но есть проблемы. Опыт ООО "Первая макетная мастерская", Татарстан. 2015.09.25 Дроны изменят сельское хозяйство 2015.09.13 Интересную цифру называет основатель компании Drone.ua Валерий Яковенко - наблюдения с дронов в Украине уже охватывают более миллиона гектаров пахотных земель. / segodnya.ua 2015.08 В Японии уже около 10 тыс. роботов и дронов заняты в сельском хозяйстве. 2015.08.23 Сельскохозяйственные дроны могут немало изменить в фермерстве 2015.07.29 DaaS обещает фермерам ряд преимуществ 2015.07.28 В США уже более 70 удовлетворенных заявок в FAA на право использования дронов для сельского хозяйства. 2015.07 Компания Yamaha выпустила более 2400 дронов за последние 20 лет. Большинство из них предназначены для использования в сельском хозяйстве. У японцев их закупает Южная Корея и Австралия, в Yamaha хотят расширить сбыт на Западную Европу. 2015.05.20 В Австралии начали использовать дронов для выпаса скота. |
Дроны для вгрономов ИсточникКак я ранее и рассказывал — на рынке предложения дронов для бизнеса сегодня лидером является 3DR. На их официальном сайте, в разделе посвященном предложению для сельского хозяйства приводится фраза директора по продажам и маркетингу компании AGRO Parts Дарена Паркера: «Использование дронов помогает лучше понять, что именно происходит на полях. Дроны — это новый инструмент фермера…» Вот и я решил рассмотреть вопрос того, что же дает нового использование дронов в работе агронома.
Дрон — новый инструмент работы агронома.Чтобы разбавить засилие рекламы 3DR в своём блоге, я хотел бы для начала предложить ознакомиться со следующим видео с TED Talks. Да да, вам не показалось — дроны действительно могут считать урожай поштучно, определать состояние посадок и помогать агроному в расчете параметров, влияющих на урожай. Из всего продемонстрированного — подсчёт урожая дроном самая сложная задача, и, если честно, сегодня я бы о ней больше говорил как о том, что можно в итоге получить, если начать с более простого сегодня. А вот как раз более простое, но также нужное сегодня ниже. Аэрофотоснимки высокого разрешения для оценки здоровья агрокультур.Итак, с чего стоит начать применени дронов в сельском хозяйстве? — С получения аэрофотоснимков с полей высокого разрешения. Это позволит агроному лучше оценивать состояние урожая, а так же последствия ЧС. Также благодаря материалам получаемым от дронов агроном сможет более точно определять потребность в орошении и удобрении урожая. Примерная точность съемки полей с дрона начинается от 1 — 2 см / пиксель и более. По мимо съемки в видимом диапазоне, возможно производить съемку в инфракрасном спектре. Также я бы добавил очень важным для меня в любом бизнес процессе элемент — это накопление данных. Т.е. все снимки доступны для сохранения, наложения друг на друга и создания галереи на линии времени. Наличие данных наложенных на временую линию позволяют создать программное обеспечение для более точного прогнозирования и принятия решений. Предлагаемые решения использования дронов в сельском хозяйстве по миру.Работая над проектом «Дрон сотрудник» мне очень важно было объяснить людям в России, кто занимается агро бизнесом полезность использованию дронов. И наилучшим решением этой задачи я считаю — это демонстрация достижений в области из других стран. Ниже подборка видео роликов по применению дронов для агросегмента в различных странах мира. Видео о применении дронов в с/х от Agribotix, USA.Видео о применении дронов в с/х от senseFly, Switzerland.Видео по использованию дронов в с/х от 3DR.В заключение.Лично меня приятно удивил такой активный интерес в мире к использованию дронов в сельском хозяйстве. Изучение материала по данной теме привело меня к мысли, что именно в с/х дроны станут провайдерами в общую сеть данных о производстве продуктов питания по всему миру. В свою очередь доступность данных в сети об использовании земли приведут неизбежно к появлению все более совершенных методов компьютерной обработки и принятия решений. Результат — больше пищи, выше её качество. |