很遺憾,因您的瀏覽器版本過低導致無法獲得最佳瀏覽體驗,推薦下載安裝谷歌瀏覽器!

北京PK10定位胆稳赚计划歡迎您的到來!

智慧化無人機植保解決方案——人工智能語境下的全新農事體驗-【鑫芯物聯】

2018-05-25  來自: 成都鑫芯電子科技有限公司 瀏覽次數:2072

航空技術作為近一個世紀以來發展最迅速、對人類社會影響最大的科學技術之一,近年在農業領域迅猛發展。農業航空應用是現代農業的重要組成部分,也是反映農業現代化水平的重要標志。農業與航空技術的結合帶來農業生產方式的全面革新,在未來必將發揮更為重要的作用。

植保無人機利用無人機平臺搭載施藥裝置對作物進行遙感信息獲取和定量定點精準施藥,具有復雜地形適應性強、作業效率高等優勢。無人機可集成智能飛控系統、復合光電吊艙、精準變量噴施設備等多種新型任務載荷,從而為農業植保提供全方位支持。2014 年,美國麻省理工學院發布的《MIT 技術評論》中,將農業無人機技術作為第一位,與腦圖技術、基因編輯技術、神經形態芯片等列為年度十大突破性科技創新技術。特別是在我國,隨著農村從業勞動力的快速下降和無人機技術的日趨成熟,無人機植保在我國得到比全球其他任何國家都更加快速的發展。

   當前,受益于人工智能技術、并行計算技術,以及智能硬件等方面取得的突破,無人機植保技術向著智能化、系統化、精準化方向發展。未來,具有作業區域自動識別與定位、作業路徑自主規劃、全自動無人飛行、全程作業可視可溯的智慧型植保無人機將極大提高農業作業效率,改善農業從業人員勞動環境。智慧化無人機植保也將成為我國智慧植保、綠色植保、科學植保的核心實踐技術,對我國農業現代化、智能化的技術升級轉型和革命起到核心推動作用,為新時代下的農業從業人員帶來全新的農事體驗。

智慧化無人機植保核心技術組成

1.基于機器學習的無人機遙感作物信息識別與提取技術

近年來,基于微小型無人機的遙感信息獲取技術,廣泛應用在農業領域。微小型無人機搭載多種光電載荷,可快速獲取農田作物信息。相比衛星遙感技術,其具有運行成本低、靈活方便、局部數據精度高的特點。在作物長勢估計、農田設施調查、作物表型信息獲取等方面有著無可比擬的優勢。隨著基于深度學習的模式識別技術逐漸應用于農業智能遙感信息處理領域,以無人機作為搭載多傳感器的遙感平臺,可快速提取作業地表特征并進行作業目標分類識別,從而為智能植保作業提供基礎。

2.田間作業環境智能感知技術

在田間作業處方圖的基礎上,對環境中的作業對象和其他障礙物進行智能動態感知,采用模式識別方法,獲得障礙物基本尺度特征、類型屬性等關鍵信息,由此進行動態作業控制。隨著人工智能技術和傳感器技術的飛速發展,無人系統控制技術正在從過去的既定條件下的自動駕駛,到非既定條件下對環境的實時感知、實時自主決策,進而自主完成作業任務。

3.復雜大田區域環境下的作業路徑智能規劃技術

由于無人機載荷能力和續航時間有限,同時作業區域多為分散的小面積不規則區域,因此合理的作業路徑規劃,可以減少農業無人機無效的非作業飛行時間。目前仿真和示范作業已證明此類方法的有效性,但相對于其他應用領域,對于引入障礙物和多機協同避碰的智能植保作業路徑規劃方法的研究還十分欠缺,目前尚無法滿足蓬勃發展的無人機植保應用需求。

智慧化無人機植保解決方案——人工智能語境下的全新農事體驗

4.施藥過程霧滴運動建模及精準噴施控制技術

不同于地面機械作業,無人機植保效果受環境風場、飛行高度和飛行速度等多種因素影響。根據當前環境風場和作業參數預測霧滴飄移沉積區域,從而實時調整作業參數,是無人機植保實現精準化的手段和目標。目前傳統研究手段主要集中在對實驗數據的定量統計方面。通過航空噴灑霧滴沉積和飄移試驗,對各型無人機田間作業霧滴沉積效果進行評價,并研究霧滴沉積受飛行高度、霧滴粒徑譜、噴頭配置和天氣狀況的影響 。

5.植保效果的綜合智能評估體系與評估技術

作物上藥液的霧滴分布特性重要評價指標包括均勻性和沉降量等,其中,霧滴的沉降量是檢驗藥液防治效果的直接指標;沉降藥液的覆蓋率和均勻性是優化航空施藥設備和施藥技術方案的重要指導。

6.基于云數據管理技術的作業過程可溯、可控、可視化技術

無人機植保作業在我國目前還屬于監管難點,亟需采用信息化、智能化的手段,對無人機作業全過程進行有效的監管。我們預計基于數據挖掘,將單一的管控模式轉換為以大數據為依據,以信息服務為手段的智能作業監管模式將是未來的發展方向。目前投入使用的無人機智能監管系統,均采用“機載終端 + 網絡云服務器”的應用模式。機載數據采集終端包括多種關鍵作業狀態信息傳感器和移動數據通信模塊,所采集的作業高度、流量和飛行速度等信息,可直接通過公共數據網絡上傳至數據服務器。運用智能數據處理方法,可獲得區域總作業量、病蟲害類型、基本作業效果和藥劑使用量估計等宏觀信息,同時對農作物長勢、病蟲害爆發趨勢、藥劑使用綜合效果、種植面積變化趨勢和區域產量等信息進行動態預測,為農業生產者和主管部門應對農業相關產品市場變化提供信息支撐。

智慧化無人機植保解決方案——人工智能語境下的全新農事體驗

結論

人工智能技術以前所未有的發展速度引領著時代,必將對農業無人機的生產、研發、應用造成深遠的影響。

(1)人工智能技術的引入將無人機遙感技術的發展從信息獲取的初級階段推向信息挖掘、融合、再生的新階段,在深度學習技術和海量數據的支撐下,各種異構信息之間的反演將為我們呈現出作物生長過程的細節和本質規律。

(2)無人機田間作業模式將從人在回路的控制模式走向基于田間環境感知的自主控制方式,對作業過程的控制不再依賴人的經驗和臨場判斷,而是基于多源信息融合后的智能決策,保證全作業過程控制具有可靠的數據支撐。

(3)隨著作業經驗的積累和智能規劃方法的引入,無人機作業將先以模擬仿真的形式進行過程優化和快速數字推演,大部分過程狀態變量在實際作業之前就已經被準確估計出來,同時引入障礙物和多機協同避碰的智能植保作業路徑規劃方法將成為下一步研究的熱點。

(4)基于計算流體力學模擬的無人機施藥霧滴運動模型將被整合到無人機飛行控制系統,并在可變量機載噴施設備的支持下,實現作業路徑動態調節,以及基于實時環境作業參數的精準變量噴施。

(5)作業過程關鍵的狀態信息將被精確的量化記錄下來,在大數據技術的支撐下,整個作業流程變得透明化,所有環節變得可控可溯,對作業效果的模型化、數據化評價體系將最終建立。

可以期待,未來以農用無人機為應用核心的植保智慧解決方案將給人們帶來一種全新的農事體驗。


2018年5月25日

成都鑫芯電子科技有限公司編輯部

北京PK10定位胆稳赚计划 江苏快三全天在线计划 欢乐生肖哪里玩 5分赛车稳定计划 欢乐生肖开奖结果