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2017年精準農業爆發,何種技術能引領風騷?
近年來的技術熱點一直在變化,以往重大的技術更新可能以年為刻度,而植保無人機的技術進步間隔大大縮短了,2016年植保無人機先后新增了:輔助作業模式(AB點)、地形跟隨、避障、全自主作業模式、RTK高精度定位技術,2017年即將過半,今年會是什么技術引領風騷呢?
業內人士人分析,未來無人機發展的關鍵技術在于八個方向,分別是:高精度位置服務,一站多機全自主協同作業,自動加藥換電池,農田測繪技術,精確噴灑控制,電池技術革命,物聯網與云計算,農業植保大數據。
其中,由于攜帶互聯網基因的公司逐漸介入到農業植保行業,大數據的發展頗受矚目。
田間管理必須重視大數據
大數據在農業上的地位不容小覷,5月19日,第二屆航空植保技術應用論壇在江城武漢舉辦,會議上探討了未來三年植保無人機的發展方向,其中除了機體平臺的可靠性、噴灑系統的優化、藥劑與助劑的研究,還涉及到大數據與云在農業上的應用。
2017航空植保應用技術發展交流會/圖來源網絡
盡管植保無人機目前呈現一片火熱的勢態,但不得不承認,目前中國農業的現狀總體來說還是很粗放,絕大部分涉足農業的企業,提出的都是“機械換人”的概念,試圖用從播種到收獲全程實現機械化。在這個過程,涉農企業考慮的更多是如何提高效率,如何用一臺機器代替20個勞動力,甚至30個勞動力。
誠然,在人口老齡化、農村空心化、城鎮化發展迅速的中國,這樣的策略固然是必要的。然而,我國農業與歐美等發達國家的農業差距,除了農業設備的不同,更多的是田間管理的思維差異。尤為明顯的一點就體現在農業大數據上。
無人機說到底是一個空中數據收集器,植保無人機與帶攝像頭的航拍無人機不一樣,盡管不直接獲取照片,在植保無人機在作業前對土地進行測量,一樣是數據采集。另外植保機在作業過程中施什么藥,什么時候施藥,都能通過長期的數據分析獲取,這種數據的重要性,更甚于圖片。未來隨著植保無人機的大范圍推廣,它將會成為一個大數據入口。后端的大數據挖掘、與行業應用的結合將會是無人機服務業務的核心。
一飛智控意識到這是個機遇,適時提出了農業植保無人機物聯網和云計算解決方案。
無人機并非“無人”,一個“好漢”三個幫
上文提到八個技術發展方向,已經陸續有人涉足研究。一飛智控未來將著眼于一站多機全自主協同作業、物聯網與云計算技術以及農業植保大數據方面的技術研發和突破。
一飛智控副總經理陳東華在第二屆航空植保技術應用論壇上披露了兩個數據,一飛智控2017年度飛控的出貨量與去年同期相比增長了數倍,2017第一季度的銷售額則是去年全年銷售額的兩倍多。從中或可一窺植保無人機發展勢頭之迅猛。
一飛智控制副總經理陳東華/圖
而植保無人機在農業中的作用絕不僅僅作為一個簡單的工具,現在植保無人機的工具應用普及率不高,另外,勞動密集方式作業模式明顯,沒有形成規模化的運營和使用。
植保無人機想要走得更遠,除了機體的穩定性、噴灑系統的改進、配套藥劑的研發,還有一點不可遺漏的是它的作業模式需要改善。
植保無人機現在徒有“無人”之名,甚至比有人機還耗費人力,一架植保無人機在作業時,**多需要配備三名作業人員。一個操作手,一個觀察員,一個地勤。
作業人員正在操作無人機/圖來源網絡
陳東華認為,徹底無人化操作才是無人機的未來。有人寄希望于人力成本下降,隨著農村空心化的日益加重,在可預見的未來,人力成本只會上升,根本不會下降,必須降低人力成本。
其實,目前的植保無人機技術進步已經在朝著無人化進步了,例如:在無人機作業過程中,加入輔助模式(AB點),可以省掉一個人力;而實現了全自主模式后,只要一個人就能完成作業;如果使用一站多機系統,一個人能控制2到3臺無人機,人力成本就降低到0.3-0.5個了;在此基礎上,再配合使用自動加藥換電池功能,就有可能將無人機的人力成本盡可能降低到接近0。
陳東華指出,這需要多方努力、協作,飛控、整機、充電器等各方共同努力,每一環的技術都能突破才行。他認為技術門檻并非不可克服,更多的是商業模式的問題。
云計算來搭臺,精準作業來唱戲
陳東華認為,協同作業的難點在于,一個地塊由多架飛機共同作業,多架飛機之間需要有分工協調。“協同作業是指,通過對一個作業任務進行計算分析,協同多架飛機在精確的調度下完成這個作業任務,**大化的減少因換電補藥而產生的作業間歇時間。”
想要實現植保無人機規模化的應用,必然要依靠一個強大智慧的大腦,去高速的處理各種收集反饋的信息,精準的調度每一架與這個大腦相連的無人機。
說到精準,現在不少廠家已經在飛控系統中加入了RTK(高精度衛星差分定位技術)系統,實現對飛機的精準定位,從而達成精準飛行作業的目的。目前一套RTK系統至少包含兩個部分(飛機端和地面端),且一架飛機對應一套RTK系統(即一個飛機端RTK設備和一個地面端RTK設備),但昂貴的成本阻礙了RTK技術的普及。一飛智控試圖通過減少RTK設備的投入,降低RTK系統的購買成本,從而促進精準作業的普及,地面端與機載端1:N模式解決方案應運而生。
在飛機作業控制上,一飛智控專門針對植保用戶開發了百思農場安卓手機地面站軟件,用2/3/4G通訊網絡代替數傳電臺,通過百思智云平臺與飛機建立通訊連接。
陳東華介紹,作為一飛智控精準農業植保無人機物聯網解決方案的核心,百思智云不光是一個飛機調度平臺,還將與精準農業植保相關的各個方面連接到了一起,成為一個信息資源分享平臺,類似于微信,以地面站為端點,建立不同的微信群。不同的是,微信群里分享的是信息,而地面站里分享的是地塊,飛手,飛機等資源信息。
百思智云接下來會進一步強化植保隊的概念,把傳統的飛防作業中的人、機、地三要素拆分開。創建一個飛防任務的過程是選擇地塊的過程,該任務發布到植保隊里后,可以由植保隊長分配任務或自行認領任務,此時任務與人結合了起來,在實際作業時,植保機是可以選擇的,此時植保機也與任務結合了起來,人、地、機三要素完整后任務才能啟動,百思智云要做的就是把這三要素串聯到一起。
“如果有突發情況,比如說這個飛手今天不能來作業,但飛機和地塊已經確定了,只要換一個人來操作,依然可以完成飛防作業,”陳東華說,“未來我們的目標是實現三要素可以靈活替換,一個要素出了問題,只要另外兩個要素是確定的,替換其中一個要素不影響作業繼續進行。”
飛防**終還是要看效果,而精準噴灑是保證藥效的前提。目前農業植保一直在強調精準施藥,如何保證精準施藥呢?從無人機的噴灑系統出來的藥劑能夠真正的作業到需要施藥的地方,這對于精準定位要求很嚴格。它取決幾個方面,一個是獲取位置信息,位置越精準才有可能精準作業,二是飛行器的飛行平臺的穩定,三是噴灑系統施藥與下行氣流配合,如果配合不好,易造成飄移。精準噴灑是農業未來主要發展的方向,也是在行業爭取攻堅的方向。
未來,百思智云還會接入專業的氣象的數據,協助植保無人機的作業;將電子圍欄植入其中,保證作業合法化;豐富作業統計信息和數據;完善植保隊內資源共享機制;繼續推進實現一站多機協同作業等。
百思智云不僅降低了設備、人員的使用成本,其背后的數據意義也是另一個重要的意義,它讓未來充滿了各種可能。這些數據可以作為政府監管的依據,同樣也是補貼申請的依據和參考,便于整機企業追蹤自家產品,還方便服務企業統計作業情況、評估飛手績效。并且對未來更深入的分析數據需求也提供了前提,充滿想象。
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