Дрон для сельского хозяйства - важный инструмент для сбора информации с полей. Интеграция технологий дистанционного мониторинга дает возможность отслеживать и оперативно реагировать на изменения состояния культур. Среди других возможных функций - измерение границ полей, прогнозирование урожайности, мониторинг очагов поражения вредителями или сорняками.
Виды камер
Выбор камеры для съемки - одна из первоочередных задач, с которыми нужно определиться агроному.
Разные типы камер осуществляет съемку для специфических задач. Такие характеристики как вес, условия съемки, тип крепления, наличие затвора и др. влияют на выбор камеры.
Для сельскохозяйственного мониторинга используется три основных типа камер:
- RGB-камеры;
- мультиспектральные камеры;
- тепловизионные камеры.
На рынке представлены как готовые решения: дрон с подобранной под его технические характеристики камерой, так и беспилотники с высокой полезной нагрузкой и креплением для оборудования дополнительной камерой.
RGB-камеры
Стандартная RGB-камера чаще всего используется для создания ортофотопланов и измерения полей. Она помогает осуществлять мониторинг выполнения полевых работ (вспашки, орошения, сбор урожая) для выявления пропусков и перекрытий.
Чаще всего RGB-камеры входят в стандартную комплектацию. Ими оборудуются дроны самолетного или коптерного типа.
Решение для коптерних дронов DJI моделей Mavic 2 Pro, Mavic 2 Zoom - RGB-камеры Hasselblad. Это встроенные камеры с матрицей 12 Мп (Mavic 2 Zoom) и 20 Мп (Mavic 2 Pro) и разрешением при съемке с высоты 120 м - 5 см / пикс и 3 см / пикс соответственно.
На дрон самолетного типа Dronee модели DroneePLANE, заранее установлена камера Sony RX0. Это маленькие легкие камеры, подобраны разработчиками для дронов с низким полезной нагрузкой. Характеристики камеры Sony RX0: матрица - 18,2 Мп, разрешение - 2,7 см / пикс.
Для получения снимков лучшего качества понадобятся более продвинутые модели RGB-камер:
- Sony QX1 (Abris DG модели FLIRT Iron, FLIRT Arrow) 20 Мп от 2 см / пикс;
- Sony A7R / A7RII (Abris DG FLIRT Cetus, Trinity F9) 36 / 42,4 Мп от 1 см / пикс;
- Sony RX1R II или Sony UMC-R10C (Quantum-systems Trinity F90 +)
- Zenmuse X5S (для моделей DJI Matrice 100 и Matrice 200) - 20,8 Мп.
Это более профессиональные и более тяжелые камеры, с помощью которых можно сделать масштабные ортофотопланы и получить качественные снимки.
Мультиспектральные камеры
Обработка снимков мультиспектральных камеры позволяет получить информацию для составления карт-прескрипций для дифференцированного внесения удобрений и СЗР, рассчитывать вегетационные индексы, осуществлять общий мониторинг состояния посевов.
В случае необходимости на БПЛА можно установить мультиспектральные камеры, если это предусмотрено разработчиком (Quantum-systems Trinity F90 +), или договориться об этом при заказе дрона. Технические характеристики большинства с/х БПЛА позволяют это сделать.
Интеграцию оборудования занимает некоторое время, т.к. разработчику необходимо дополнительно настроить дрон для корректной работы камеры.
Среди наиболее распространенных на рынке мультиспектральных камер можно отметить модели Parrot, MicaSense, SlantRange.
Легкая камера Parrot Sequoia весом 135 г. может устанавливаться на модели беспилотников самолетного типа Dronee и Parrot. Для сравнения, SlantRange 3P весит 350 г., а SlantRange 3PX - 425 г.
На модели беспилотников Quantum-Systems могут устанавливаться сменные модули на шлейфах с мультиспектральных камерами MicaSense.
Дроны таких производителей как Abris DG, MegaDrone, китайской компании DJI (Matrice 100, Matrice 200) также могут принять больше полезной нагрузки и допускают возможность использования мультиспектральных камер SlantRange при доработке. Модель SlantRange 3рх 2018 уже имеет разъем для интеграции с моделью DJI Matrice 200.
Преимущество линейки SlantRange заключается в наличии собственного программного обеспечения, в которое данные обрабатываются во время съемки. Технология позволяет производить подсчет густоты всходов, определять участки, пораженные бурьяном, оценить состояние полезных растений и пр. Используя такие камеры агроном уже в поле получит результат, который отобразится на мобильном устройстве или дисплее.
Однако собственный софт SlantRange не позволит сделать точный обмер полей, нужно обрабатывать данные с помощью программных решений DroneDeploy или Pix4D.
В DroneDeploy можно загружать данные камер Parrot Sequoia, MicaSense RedEdge M, SlantRange 3рх. Parrot Sequoia и MicaSense RedEdge M также работают с Pix4D.
DroneDeploy прост в использовании, но его функционал не так широк, как у более профессионального Pix4D. Для решения повседневных задач агронома часто хватает функционала DroneDeploy.
Какую информацию дают мультиспектральные камеры
Проведя необходимое количество облетов дронами на разных стадиях развития сельскохозяйственных культур, с/х товаропроизводитель может получить следующую информацию:
- карту неоднородности посевов
- карту наличии сорняков;
- индекс листовой поверхности;
- площадь растительного покрова;
- карту-прескрипцию для дифф. внесения азота, СЗР, регуляторов роста и десикантов;
- данные для определения потенциала урожайности и многое другое.
"Выбирать дрон и камеру необходимо в соответствии с тем, какие задачи агроном планирует решать. Необходимо учесть и объем земельного банка и разнообразие с/х культур.
Собственный дрон позволит оперативно реагировать и выявлять проблемы в поле. Но нужно учитывать имеющиеся возможности, потому что покупать нужно не только беспилотник, но и программное обеспечение, обучать пилотов и людей, которые будут работать с собранными данными. Возможно выгоднее будет работать с компаниями-интеграторами.
Также есть модель, когда с/х предприятие осуществляет облеты самостоятельно, а обработку данных передает на аутсорс.
Независимо от внедренной модели системы с/х мониторинга позволяют сэкономить значительно больше, чем у них будет вложено", - рекомендует Роман Михалевич, специалист Hummingbird Technologies.
Тепловизионные камеры
Дроны, которые оснащены телевизионной камерой, проявляют тепло, излучаемое почти всех объектов и материалов, и превращают его в изображение и видео. В сельском хозяйстве такие камеры чаще всего применяются службами безопасности.
Среди конкретных моделей можно выделить камеру Altum из линейки MicaSense. Эта тепловизионная камера с пятью узкими спектральными полосами позволяет получать тепловые, мультиспектральные и RGB-снимки.
Также на рынке представлен миниатюрный тепловизионный модуль FLIR Lepton. Он по размеру, как монета. Длинноволновый ИК датчик (LWIR) позволяет оснащать функциями тепловизионных систем компактные цифровые камеры. Разрешение съемки - 80х60 пикс. с частотой обновления 9 Гц (более поздние модели 160х120 пикс.), диапазон длин волн 8-14 мкм (стандартный диапазон тепловизоров для приборов ночного видения).
Датчик регистрирует волны заданного диапазона для каждого пикселя изображения. Такой тепловизионный модуль, установленный на БПЛА, оказывает тепловое изображение для охранных служб хозяйств.
Беспилотник, оборудованный камерами - это тот инструмент, который поможет с/х товаропроизводителю эффективно проводить мониторинг посевов, а также внедрять технологии дифференцированного внесения. Но необходимое условие для реализации этих задач - это специализированные платформы, которые обработают собранный массив информации.
Источник: aggeek.net
Автор: эксперт Hummingbird Technologies Роман Михалевич