بینایی ماشین در کشاورزی : پهپادهای کشاورزی

 مقدمه

کشاورزی بهینه مهم‌ترین عامل برای تأمین امنیت و سلامت غذایی یک کشور است. در طول تاریخ کشاورزی، نقاط عطف زیادی برای بهبود فرایندها و افزایش بازدهی زمین‌ها وجود دارد. امروزه، با افزایش روزافزون جمعیت جهان وجود یک سیستم بهینه برای پایش محصولات کشاورزی و افزایش کمیت و کیفیت محصولات امری ضروری است. علاوه بر موارد اشاره شده، جهان و به‌خصوص کشور عزیزمان ایران با کمبود منابع آبی روبروست؛ پس بنابراین، مصرف بهینه آب برای کشاورزی برای کنترل منابع حیاتی است.

 سیستم‌های هوشمند از زمان پیدایش، صنایع گوناگونی را بهبود بخشیده‌اند. در صنعت کشاورزی نیز با استفاده از تجهیزات بینایی ماشین و الگوریتم‌های مبتنی بر هوش مصنوعی می‌توان سیستم های بهینه‌ای برای پایش محصولات تولیدی ایجاد کرد. این سیستم ها از تجهیزات سخت‌افزاری متفاوتی، مانند دوربین‌های صنعتی و یا به همراه پهباد برای ثبت داده‌های خود استفاده می‌کنند. پس از جمع‌آوری داده‌های مربوطه، الگوریتم‌های پردازش تصویر داده‌ها را تحلیل کرده و قادر است گزارشاتی لازم از سطح زمین را ارائه کند. سیستم اشاره شده مزیت‌های فراوانی نسبت به روش‌های سنتی موجود دارند و با حذف هزینه‌های مربوط به نیروی انسانی، داده‌های بادقت بسیار بالا جمع‌آوری و مصرف منابع را بهینه‌سازی کنند.

امروزه می‌توان به کمک تجهیزات بینایی ماشین و پهبادها، فرایند سم‌پاشی و آمارگیری از سطح انواع زمین‌های کشاورزی و باغ‌ها انجام داد. در ادامه با جزئیات عملکرد این سیستم را بررسی خواهیم کرد.

کاربرد پهباد در زمین کشاورزی

 روش‌های سنتی موجود برای سم‌پاشی زمین‌های کشاورزی غیربهینه و زمان‌بر هستند و در این روش‌ها میزان هدررفت سم بالا می‌باشد. از طرفی، نیروی انسانی بکار گرفته شده برای انجام سم‌پاشی در آینده دچار مشکلات سلامتی شده و این روش را بیش‌ازپیش ناکارآمد می‌کند. کوادکوپترهای سم‌پاش می‌توانند با نقشه‌برداری سه‌بعدی از زمین در حال سم‌پاشی و به کمک تجهیزات بینایی ماشین به‌صورت بهینه سم را روی نقاط مشخص اعمال کنند و از مصرف بیش از نیاز سموم جلوگیری کنند. در این راه‌حل نیروی انسانی برای سم‌پاشی حذف و سلامتی انسان‌ها در معرض خطر قرار نمی‌گیرد. تصویر 1 نمونه‌ای از پهباد‌های به کار گرفته شده در زمین کشاورزی را نشان می‌دهد.

تصویر 1: پهپادهای سمپاشی در زمین‌های کشاورزی

 کوادکوپترهای بکار رفته در سیستم سم‌پاشی می‌توانند در انواع محیط قابلیت خود را حفظ کنند. به‌عبارت‌دیگر، این کوادکوپترها توانایی پرواز و سم‌پاشی در زمین‌های کشاورزی، باغ‌ها، زمین‌های دارای شیب و حتی زمین‌های با مانع را دارند و به راحتی قادرند مأموریت خود را به اتمام برسانند. کوادکوپترها با استفاده از حسگرهای موجود می‌توانند نقشه سه‌بعدی از زمین را ایجاد کرده و به‌صورت خودکار موانع موجود را شناسایی کنند. از طرفی به لطف الگوریتم‌های هوش مصنوعی و شناسایی مسیر، این پرنده‌ها قادرند بدون نیاز به خلبان و کنترلر، پرواز و مسیر را شناسایی کنند و به اطلاع اپراتور برسانند.  

در صورت وجود مانع مقابل این کوادکوپترها، به‌صورت خودکار مسیر خود را عوض و مانع را رد می‌کنند و سپس به مسیر پیشین خود بازمی‌گردند. در محیط‌های شیب‌دار مانند زمین‌های کوهستانی، قادرند شیب مسیر را شناسایی کرده و مطابق آن حرکت کنند و همچنین در باغات نیز کوادکوپترها می‌توانند نقشه سه‌بعدی محیط را ایجاد کرده و سم را دقیقاً روی درختان اعمال کنند. باوجود این سیستم‌ها، پهپاد‌های کشاورزی قادر به سم‌پاشی نقاطی از زمین‌ هستند که دسترسی آن برای نیروی انسانی دشوار است. به عنوان مثال تصویر شماره 2 نمونه ای از سم‌پاشی زمین با سطح شیبدار را نمایش می‌دهد.

تصویر 2: سم‌پاشی زمین با سطح شیب‌دار به کمک پهپاد کشاورزی

علاوه بر ویژگی‌های اشاره شده، این پرنده‌ها به کمک تجهیزات بینایی ماشین مناسب می‌توانند در طول شب پرواز کنند و نیز قابلیت بذرپاشی را نیز به همراه دارند. سیستم بذرپاشی و قابلیت حرکت در زمین‌های صعب‌العبور این اجازه را به کشاورزان می‌دهد تا فرایند کشت را با دقت بسیار بالا در هرنقطه دلخواه از زمین خود انجام دهند. تصویر 1 نمونه‌ای از نقشه تهیه شده توسط این پهپادها را نشان می‌دهد.

تصویر 2: شماتیک نقشه ی سه بعدی ایجاد شده توسط پهباد

به کمک تجهیزات خاص موجود روی این پهبادها، در مصرف منابع مانند آب و سموم صرفه جویی می‌شود. به لطف تجهیزات بینایی ماشین و الگوریتم‌های پردازش تصویر، این تجهیزات قادر به شناسایی محل دقیق درختان و یا سایر محصولات کشاورزی هستند و می‌توانند به کمک این قابلیت، سم را دقیقا بر روی نقطه مورد نظر اعمال کنند و از هدر رفت منابع و یا اعمال بیش از اندازه سم جلوگیری کنند. این اقدام برای کشاورزان صرفه اقتصادی دارد زیرا که از مصرف سم بیش از اندازه جلوگیری می‌شود و در نهایت محصولاتی سالم به مشتریان عرضه می‌شود.

سیستم‌های کوادکوپتری و تجهیزات بینایی ماشین قادرند میزان محصولات موجود در زمین کشاورزی را با دقت بالایی محاسبه کنند. این امکان به لطف الگوریتم‌های هوش مصنوعی و پردازش تصویر ممکن شده است و در زمینه‌های مدیریتی اهمیت بسیار بالایی دارد. این سیستم‌ها قادرند سطح زمین‌های زیر کشت، حجم ، وضعیت سلامتی، وضعیت رشد و وضعیت آبیاری محصولات را بررسی کنند و آن‌ها را به پایگاه داده ارسال کنند. به کمک الگوریتم‌های یادگیری ماشین می‌توان در مورد میزان محصولات و محل کشت آینده پیش بینی‌هایی انجام داد. همچنین، کشاورزان می‌توانند از میزان و وضعیت محصولات خود آگاه شده و تصمیمات لازم را به‌موقع اتخاذ کنند.  

به طور خلاصه می‌توان مزایای استفاده از پهپاد در زمین‌های کشاورزی را در موارد زیر خلاصه کرد:

  • مصرف به صرفه سموم
  • قابلیت سم‌پاشی در طول شبانه روز
  • قابلیت بذرپاشی
  • دسترسی به نقاط صعب‌العبور
  • کاهش نیروی انسانی مورد نیاز در زمین کشاورزی
  • آمارگیری از میزان محصولات و ثبت در پایگاه داده
  • بررسی وضعیت رشد، آبیاری و سلامتی محصولات
  • جمع‌آوری داده برای تصمیم‌گیری‌های مدیریتی
بینایی ماشین در کشاورزی : پهپادهای کشاورزی
0 +
مقاله تخصصی

دیگر مقالات:

0 0 رای ها
امتیازدهی به مقاله
اشتراک در
اطلاع از
guest

0 نظرات
بازخورد (Feedback) های اینلاین
مشاهده همه دیدگاه ها

توسعه فناوری‌های خلاقانه در زمینه بینایی ماشین، اتوماسیون صنعتی و هوش‌مصنوعی به هدف ارائه محصولات با فناوری روز دنیا و راه‌حل‌های نو به صنایع مختلف

راه های ارتباطی

تبریز، شهرک صنعتی غرب، شهرک فناوری خودرو، ساختمان مرکزی، واحد 212

۰۹۱۴۳۱۰۴۵۰۸  –  ۰۴۱۳۴۴۷۵۵۰۲  –  ۰۴۱۳۴۴۸۲۱۱۹

  

info@binasanat.com

خدمات

فروشگاه تجهیزات

اتوماسیون صنعتی

بینایی ماشین

مکاترونیک

بازرگانی

2017-2023 © تمامی حقوق مادی و معنوی این تارنما متعلق به شرکت بیناصنعت ویرا می باشد.

0
نظرات خود را درمورد مقاله با ما به اشتراک بگذارید.x

فروشگاه ویرا

بینا صنعت ویرا مشاور و وارد کننده انواع تجهیزات بینایی ماشین

بعدا از فروشگاه بازدید می‌کنم.