Unbemannte Luftfahrzeug-UAV-Technologie für die Präzisionslandwirtschaft
Das UAV ist für kurze Zeit in den Präzisionslandwirtschaftsmarkt eingetreten und befindet sich in der Entwicklung, und die entsprechenden Regelungen sind noch nicht abgeschlossen. Obwohl die US-amerikanische Luftfahrtbehörde (Federal Aviation Administration, FAA) die Verwendung von UAVs durch Einzelpersonen genehmigt, ist sie derzeit für kommerzielle Zwecke verboten.
Im Fall der UAV-Technologie benötigt ein qualifiziertes Flugzeug grundlegende Motor- und Flugsteuerung, Sensoren, Telemetrie und Ventilantriebe sowie Füllstandserfassungssysteme zum Versprühen von Pestiziden. Es wird außerdem empfohlen, ein radargestütztes Kollisionsschutzgerät zu installieren.
Leichte Hyperspektralsensoren mit geringem Stromverbrauch erfassen Daten, die Landwirten mehr Informationen zum Erntestatus liefern als herkömmliche Kameras mit sichtbarem Spektrum. Hyperspektralsensoren stammen von Hyperspektraltechniken, die erstmals in Satellitenanwendungen validiert wurden. Daten werden bei einer Wellenlänge außerhalb des sichtbaren Spektrums mit einer Reihe von Detektoren erfasst, die jeweils auf ultranahes Infrarot (VNIR, 380 bis 1000 nm), nahes Infrarot (NIR, 900 bis 1700 nm) oder kurzwelliges Infrarot (SWIR) abgestimmt sind 950). Arbeiten in einem schmalen Band (z. B. 2500 nm). Chemische Merkmale oder andere Schädlinge von Kulturpflanzenerkrankungen werden bei dieser Wellenlänge deutlicher beobachtet als das sichtbare Spektrum allein. Die jetzt verfügbaren Hochspektrumsensoren sind erschwinglich, zeichnen sich durch geringe Verzerrung, ein weites Sichtfeld und eine integrierte Verarbeitung aus, um Störungen zu vermeiden und eine präzise Bildaufnahme zu gewährleisten.
Flug erreichen
UAVs für die Präzisionslandwirtschaft reichen von kleinen Flächenflugzeugen bis hin zu vierachsigen UAV-Plattformen mit mehreren Rotoren. Das zum Besprühen des Pestizids verwendete UAV kann je nach erwarteter Nutzlast sechs oder mehr Rotoren enthalten, um einen ausreichenden Auftrieb zu gewährleisten.
UAV UAVs verwenden normalerweise einen bürstenlosen oder bürstenlosen Gleichstrommotor (BLDC-Motor), um den Hubrotor anzutreiben. Kleine Flugzeuge verwenden gebürstete Motoren für leichte und einfache Funktionen, während UAVs, die eine hohe Zuverlässigkeit und ein geringes elektromagnetisches Rauschen erfordern, häufiger BLDC verwenden, insbesondere große UAVs.
Die Kernkomponente des Flugzeugs ist der Flugcontroller, der die Navigation übernimmt, den Motor für den vollständigen Start steuert und während des Flugs die Höhe und den Kurs beibehält. GPS-Navigation in Kombination mit leichten, kleinen MEMS-Sensoren wie 3-Achsen-Beschleunigungssensoren, 3-Achsen-Gyroskopen und Luftdrucksensoren für genaue Positionierung, Bewegungssteuerung und Höhenwahrnehmung. Um die Flugstabilität zu gewährleisten, verhindert der Hubschrauber-Modell-Controller, dass sich der Rumpf entlang seiner eigenen Achse dreht, indem er den Anti-Torque-Heckrotor steuert, der ein ähnliches Prinzip hat wie heutige mehrrotorige UAV-Flugcontroller. Im UAV-Controller kann die auf der MEMS-Sensorfusion basierende Trägheitsmessungsfunktion die Geschwindigkeit jedes Motors anpassen, um sicherzustellen, dass das Flugzeug in der angegebenen Richtung fliegt.
Als Präzisionslandwirtschaftshilfe spiegelt sich die wahre Rolle des Flugkontrollers in der Benutzeroberfläche und den Funktionen wider, mit denen der Flugweg des UAV ermittelt werden kann. Landwirte müssen den UAV-Flugweg im Voraus genau bestimmen, um ein vollständiges Bild eines bestimmten Gebiets zu erhalten oder um sicherzustellen, dass das Medikament auf die kostengünstigste Art und Weise vollständig versprüht wird und so weit wie möglich Übersprühen vermieden wird.
