Сельское хозяйство и беспилотники

Сельское хозяйство и беспилотники -- Области применения беспилотников

Зачем 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 хозяйстве

Растет 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.

Плюсы

БЛА 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.

Беспилотники могут не только обеспечивать сбор информации, но их также применяют непосредственно для опрыскивания полей и других посадок, в том числе, точечного, для посадки семян.

Минусы

Есть 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

Прогнозы и статистика

2019

42 тысячи аппаратов XAG ежедневно совершают до 1.2 млн вылетов! Только одна компания и только в Китае. / robotrends.ru

2018

В Калифорнийском университете разрабатывают автоматизированную систему RAPID - комплекс, состоящий из ирригационной системы, разбрызгивателей и беспилотников, которые позволят оценивать потребности растений в поливе.

2017

Активизируется использование летающих дронов для распыления химикалий и т.п. на полях.

Растет разрешение сенсоров, в частности, Sentera выпустила мультиспектральный сенсор Double 4K, работающий в пяти спектральных диапазонах - синем, зеленом, красном, красном граничном (680-730 нм) и близком к ИК (750-1400 нм) диапазонах.

Появляются системы автономного обследования полей с использованием БЛА, автоматически совершающих подзарядку. 2017.07.31 AEROVINCI представила гибкую автономную систему на основе БЛА.

2016

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.

- 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.

- выпас скота, поиск отбившихся от стада животных, направление их к стаду

2019.03.19 Фермеры Новой Зеландии задействовали беспилотник DJI Mavic 2 Enterprise для выпаса стад: аппарат получил бортовой громкоговоритель, с которого в нужные моменты транслируется собачий лай. Дроны перемещают животных, не создавая для них дополнительного стресса. Один БЛА справляется с работой нескольких собак. Источник: dronedj.com .

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.

- выявление заболевших животных в стаде на выпасе с дрона, оборудованного термокамерой и необходимым ПО

- создание электронных карт полей - конечным продуктом 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.

- определение фактической площади сева, недосевов, присевов. Качество и фактическая площадь подготовки паров и зяби, как взошли и перезимовали озимые.

- На какой площади и в какой степени требуется подкормка азотными удобрениями.

- Объективная площадь к уборке в разрезе культур, прогноз урожайности с данной площади.

- 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

- оценка объема работ и постоянный контроль их выполнения

- посадка семян с беспилотника

- документирование ущерба от стихийных бедствий

Определение объемов кагатов очень важно для логистики. Кагаты зачастую формируются не по краю дороги, а в сторону центра поля, что затрудняет оценку объемов корнеплодов в них. Беспилотники позволяют легко и точно справиться с проблемой оценки, а также расставить приоритеты в использовании корнеплодов.

- 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.

- 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

Опыление растений

На 2016-2018 год это не более, чем уровень "проверка концепта". Несколько команд в мире изучают механизмы опыления растений пчелами и пытаются воспроизвести опыление с помощью мини- и микро-беспилотников. Пока что используются или готовые БЛА наладонного класса или специально разработанные. В любом случае речь идет о лабораторных экспериментах. БЛА такого размера пока что не автономны, зачастую не имеют бортового ИИ и даже GPS, не защищены от негативных погодных условий, их время работы от аккумулятора слишком мало для тиражирования идеи.

Оценка эффективности использования БЛА в сельском хозяйстве Примерная оценка стоимости комплекса услуг DaaS (дрон как услуга) для земледельческого хозяйства Новости

2019.11.11 В Китае только беспилотники компании XAG совершают до 1.2 млн вылетов в день. (До 28 вылетов на аппарат!). Аппараты обеспечивают не только аэрофотосъемку, но также опрыскивание растений химикалиями и даже посадку зерна. Особенно важно то, что благодаря тому, что беспилотники доступны как услуга, их применение могут себе позволить даже мелкие крестьянские хозяйства, что существенно улучшает их экономику. / robotrends.ru

2019.03.12 Фермеры Новой Зеландии задействовали беспилотник DJI Mavic 2 Enterprise для выпаса стад: аппарат получил бортовой громкоговоритель, с которого в нужные моменты транслируется собачий лай. Дроны перемещают животных, не создавая для них дополнительного стресса. Один БЛА справляется с работой нескольких собак. Источник: dronedj.com .

2017.05.06 Sentera оснащает потребительские БЛА высокоточными сенсорами для мониторинга полей. #сельскоехозяйствоибеспилотники #сенсорыбеспилотников #компонентыбеспилотников #NDVI

2017.05.03 Сельскохозяйственный октокоптер DJI Agras MG-1, предназначенный для распыления любой жидкости в указанной точке, получил мобильное приложение! Новинка позволит фермерам размечать маршруты дрона и границы поля, подлежащего опылению, а также облегчит управление аппаратом. Сельскохозяйственный дрон-распылитель DJI Agras MG-1 получил мобильное приложение #сельскоехозяйствоибеспилотники #опрыскиваниесбеспилотника #применениебеспилотниковвсельскомхозяйстве

2017.02.27 Применение летающих беспилотников в сельском хозяйстве России. Опыт ГК Геоскан. Вашему вниманию - конспект презентации “Опыт ГК Геоскан по применению БАС в сельском хозяйстве”, сделанной на встрече Робототехника в сельском хозяйстве. Докладчик: Максим Васильев. Семинар АСИ 27.02.2017. Подготовка конспекта: Алексей Бойко, RoboTrends.ru. Публикуется в скорректированном виде (часть слайдов заменена).

2017.02.25 Фермеры будущего переселятся в офисы? Предложение CNH Industrial основано на использовании БЛА DJI Phantom 4 Pro c RGB-камерой и годовой подпиской на ПО DroneDeploy. Услуга позволяет фермерам собирать информацию о состоянии почвы и посевов в режиме реального времени. Система способна обнаруживать вредителей, грибок, проводит количественную оценку посевов (это требуется для оформления страховки), оценивает состояние стада. Полеты БЛА могут проходить в полностью автономном режиме, при этом данные передаются в любую точку мира.

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.

2015.09.13 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.

2015.07 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.

📎📎📎📎📎📎📎📎📎📎