+

RU2738352C1 - Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone - Google Patents

Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone Download PDF

Info

Publication number
RU2738352C1
RU2738352C1 RU2019138193A RU2019138193A RU2738352C1 RU 2738352 C1 RU2738352 C1 RU 2738352C1 RU 2019138193 A RU2019138193 A RU 2019138193A RU 2019138193 A RU2019138193 A RU 2019138193A RU 2738352 C1 RU2738352 C1 RU 2738352C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
drones
drone
vehicle
herbicides
fertilizers
Prior art date
Application number
RU2019138193A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Аркадий Анатольевич Симдянкин
Иван Алексеевич Успенский
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева" filed Critical Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Рязанский государственный агротехнологический университет имени П.А. Костычева"
Priority to RU2019138193A priority Critical patent/RU2738352C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2738352C1 publication Critical patent/RU2738352C1/en

Links

Images

Classifications

    • AHUMAN NECESSITIES
    • A01AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
    • A01BSOIL WORKING IN AGRICULTURE OR FORESTRY; PARTS, DETAILS, OR ACCESSORIES OF AGRICULTURAL MACHINES OR IMPLEMENTS, IN GENERAL
    • A01B77/00Machines for lifting and treating soil
    • GPHYSICS
    • G06COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F7/00Methods or arrangements for processing data by operating upon the order or content of the data handled

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Soil Sciences (AREA)
  • Environmental Sciences (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Catching Or Destruction (AREA)

Abstract

FIELD: agriculture.
SUBSTANCE: invention relates to agriculture, in particular to a vehicle equipped with drones. Drones are installed on vehicle cabin roof. Drones are connected by means of eclectic cable or fuel line with accumulator or fuel tank of transport facility. Vehicle is coupled with a container (or several containers) containing liquid pesticides, herbicides, fertilizers, which are pumped by means of a pump of the reservoir to sprayers installed on drones. Drones are controlled at the initial stage by the operator by selecting the operation on the display. Then the unit software tests the operation of systems and devices of drones and forms the task for each involved drone.
EFFECT: use of invention will make it possible to improve quality of treatment of agricultural lands of any shape within reach of cable-hoses connected with drones.
1 cl, 5 dwg

Description

Изобретение относится к сельскому хозяйству, в частности к технологиям и автоматизированным устройствам регулирования технологических процессов производства агропродукции в растениеводстве (включая агрохимию и почвоведение), сопровождения мелиоративного строительства, а также наблюдения и контроля уборки урожая.The invention relates to agriculture, in particular to technologies and automated devices for regulating technological processes for the production of agricultural products in crop production (including agrochemistry and soil science), maintenance of reclamation construction, as well as monitoring and control of harvesting.

Известно устройство [1], включающее как минимум один наземный агрегат, предназначенный для активного и/или пассивного видеомониторинга стеблевой части растений, а также беспилотный летательный аппарат (дрон), предназначенный для активного и/или пассивного аэровидеомониторинга поля, и связанные с ними посредством радиосвязи или также с использованием внешней сети напрямую с каждым или опосредовано через упомянутые аппарат либо агрегат компьютер, либо монитор, на которые передается соответствующая мониторингу растений и поля информация. При этом упомянутый агрегат включает, как минимум, одного способного перемещаться по поверхности земли наземного робота, при этом робот предназначен для активного и/или пассивного видеомониторинга корневой системы растений, для чего робот включает рабочий орган, выполненный с возможностью вынимания корневой системы растения из земли.Known device [1], including at least one ground unit designed for active and / or passive video monitoring of the stem part of plants, as well as an unmanned aerial vehicle (drone), designed for active and / or passive aerial video monitoring of the field, and associated with them through radio communication or also with the use of an external network directly with each or indirectly through the said apparatus or a computer unit or a monitor, to which information corresponding to monitoring of plants and fields is transmitted. At the same time, the above-mentioned unit includes at least one ground robot capable of moving on the ground surface, and the robot is designed for active and / or passive video monitoring of the plant root system, for which the robot includes a working body made with the ability to remove the plant root system from the ground.

К недостаткам данного изобретения следует отнести малое время автономной работы дрона и сложность устройств для его подзарядки.The disadvantages of this invention include the short battery life of the drone and the complexity of the devices for recharging it.

Наиболее близким к заявляемому объекту является устройство, которое содержит первый блок искусственного зрения, размещенный на мобильном средстве, и блок обработки видеосигнала. В устройство включены беспилотный летательный аппарат (БПЛА), второй блок искусственного зрения, два блока передачи-приема данных, блок тестирования и управления, блок ориентации в трехмерных координатах. Непилотируемый летательный аппарат имеет возможность двигаться в пределах возделываемого угодья. Первый блок приема-передачи данных, блок встроенного тестирования и управления, блок ориентации в трехмерных координатах установлены на наземном мобильном средстве. Второй блок искусственного зрения и второй блок приема-передачи данных размещены на непилотируемом летательном аппарате. Выход второго блока искусственного зрения соединен с входом второго блока приема-передачи данных. Выход первого блока приема-передачи данных соединен с первым входом блока встроенного тестирования и управления. Выход блока ориентации в трехмерных координатах соединен со вторым входом блока встроенного тестирования и управления [2].Closest to the claimed object is a device that contains a first artificial vision unit located on a mobile device and a video signal processing unit. The device includes an unmanned aerial vehicle (UAV), a second artificial vision unit, two data transmission and reception units, a testing and control unit, and an orientation unit in three-dimensional coordinates. An unmanned aircraft has the ability to move within the cropland. The first unit for receiving and transmitting data, the unit for built-in testing and control, and the unit for orientation in three-dimensional coordinates are installed on the ground mobile vehicle. The second unit of artificial vision and the second unit for receiving and transmitting data are placed on the unmanned aircraft. The output of the second block of artificial vision is connected to the input of the second block of data transmission and reception. The output of the first block for receiving and transmitting data is connected to the first input of the built-in test and control block. The output of the orientation block in three-dimensional coordinates is connected to the second input of the built-in testing and control block [2].

К недостаткам данного изобретения следует отнести ограниченное время работы БПЛА, низкую полезную нагрузку, поднимаемую на борт аппарата, а также сравнительно большое время мониторинга обрабатываемой или оцениваемой площади одиночным БПЛА.The disadvantages of this invention include the limited operating time of the UAV, the low payload lifted on board the vehicle, as well as the relatively long monitoring time of the processed or estimated area by a single UAV.

Предполагаемое изобретение направлено на повышение эффективности технологических процессов производства агропродукции в растениеводстве, сопровождения мелиоративного строительства и наблюдения и контроля уборки урожая за счет повышения как количества БПЛА (дронов), так и времени их непрерывного функционирования при выполнении сельскохозяйственных работ.The proposed invention is aimed at increasing the efficiency of technological processes for the production of agricultural products in crop production, support of land reclamation construction and monitoring and control of harvesting by increasing both the number of UAVs (drones) and the time of their continuous operation during agricultural work.

Технический результат достигается тем, что мобильный агрегат имеет неразрывные гибкие связи с несколькими дронами одновременно, обеспечивая посредством них их двигатели питанием, а дроны - полезной нагрузкой, причем источники топлива (топливо) и полезная нагрузка размещены на наземной части мобильного агрегата, при этом процесс управления дронами осуществляется по проводной или беспроводной связи и содержит блоки, включающие оценку и контроль положения дронов в пространстве, распознавание и оценку состояния посевов, растений, почвы, а также принятие решения о необходимости внесения пестицидов, гербицидов, удобрений и их дозе. Причем в транспортном или нерабочем положении дроны заневолены в горизонтальной и вертикальной плоскостях на крыше мобильного агрегата за счет электромагнитного поля, источники которого расположены в его крыше, положение же дронов при их работе ограничивается трехмерной зоной (вверх-вниз и вправо-влево) с невозможностью приблизиться в горизонтальной плоскости - к границе зоны работы соседнего дрона на расстояние, меньшее диаметра винтов дрона или его максимальными наружными размерами (в том числе по всем возможным размерам дрона, включая его диагонали), а в вертикальной - ограничивается длиной гибких связей и/или расстоянием от поверхности почвы до нижней поверхности дрона. Внесение пестицидов, гербицидов, удобрений производится распылителями дронов путем включения насосов, расположенных в соответствующих емкостях, а их доза формируется на основании сопоставления фото- и/или видеоизображения растений с картой (таблицей, матрицей) состояния растений, составленных почвоведами и агрохимиками с учетом особенностей данной климатической зоны.The technical result is achieved by the fact that the mobile unit has continuous flexible connections with several drones at the same time, providing their engines with power, and the drones with a payload, and the fuel sources (fuel) and the payload are located on the ground part of the mobile unit, while the control process drones are carried out via wired or wireless communication and contains blocks that include assessing and monitoring the position of drones in space, recognizing and assessing the state of crops, plants, soil, as well as making decisions on the need to apply pesticides, herbicides, fertilizers and their dose. Moreover, in the transport or non-working position, the drones are unwilling in the horizontal and vertical planes on the roof of the mobile unit due to the electromagnetic field, the sources of which are located in its roof, while the position of the drones during their operation is limited to a three-dimensional zone (up and down and left and right) with the inability to approach in the horizontal plane - to the border of the operation area of the neighboring drone at a distance less than the diameter of the drone propellers or its maximum external dimensions (including all possible dimensions of the drone, including its diagonals), and in the vertical plane - it is limited by the length of flexible ties and / or the distance from ground surface to the bottom surface of the drone. The introduction of pesticides, herbicides, fertilizers is carried out by drone sprayers by turning on the pumps located in the appropriate containers, and their dose is formed on the basis of comparing the photo and / or video images of plants with a map (table, matrix) of the state of plants compiled by soil scientists and agrochemists, taking into account the peculiarities of this climatic zone.

Технический результат заключается в исключении зависимости дронов от источников питания и полезной нагрузки за счет их переноса на мобильный агрегат, а также повышении эффективности работы мобильного агрегата на поле вследствие увеличения количества дронов, выполняющих индивидуальную задачу или подзадачу, на которые разбита общая задача, поставленная для мобильного агрегата.The technical result consists in eliminating the dependence of drones on power sources and payloads due to their transfer to a mobile unit, as well as increasing the efficiency of the mobile unit in the field due to an increase in the number of drones performing an individual task or subtask, into which the general task set for a mobile unit is divided. unit.

Отличительными признаками предлагаемого устройства является то, что с мобильным агрегатом гибкими связями соединены один или более дронов, каждый из которых может выполнять как узкоспециализированную задачу, так и одну общую, разбитую на подзадачи для каждого из них, при этом эта связь позволяет им перемещаться относительно транспортного средства - в пределах выделенной зоны для каждого - в трех измерениях. Кроме того, источники топлива для дронов и их полезная нагрузка находятся в соответствующих емкостях мобильного агрегата, а не располагаются на дронах.Distinctive features of the proposed device is that one or more drones are connected to the mobile unit by flexible connections, each of which can perform both a highly specialized task and one common one, divided into subtasks for each of them, while this connection allows them to move relative to the transport funds - within the allocated area for each - in three dimensions. In addition, the drone fuel sources and their payload are located in the respective tanks of the mobile unit, rather than located on the drones.

Сущность: способ позволяет повысить скорость обработки полей сельскохозяйственного назначения вследствие разбиения общей поставленной задачи на подзадачи для каждого дрона с одновременным использованием всех или нескольких дронов, подвижно связанных с транспортным средством, а также эффективность - за счет исключения времени заправки (зарядки) и снятия ограничений, касающихся размещения на борту каждого из них полезной нагрузки (питательных веществ, пестицидов, гербицидов и пр.).Essence: the method allows to increase the processing speed of agricultural fields due to the division of the general task into subtasks for each drone with the simultaneous use of all or several drones, movably connected to the vehicle, as well as efficiency - by eliminating the refueling (charging) time and removing restrictions, regarding the placement of payloads (nutrients, pesticides, herbicides, etc.) on board each of them.

К достоинствам предлагаемого способа следует отнести:The advantages of the proposed method include:

1. время работы дронов ограничено только запасами топлива транспортного средства вследствие неразрывной связи с ним кабелем (дрон с электродвигателями) или топливопроводом (дрон с двигателем внутреннего сгорания);1.The operating time of the drones is limited only by the fuel reserves of the vehicle due to the inseparable connection with it by a cable (drone with electric motors) or a fuel line (drone with an internal combustion engine);

2. время бесперебойной подачи необходимых средств к растениям ограничено только запасами этих средств на борту транспортного средства вследствие неразрывной связи с ним шлангом/шлангами;2. the time of uninterrupted supply of the necessary means to the plants is limited only by the stocks of these means on board the vehicle due to the inextricable connection with the hose / hoses;

3. увеличение грузоподъемности дронов вследствие отсутствия элементов питания или топливных баков;3. an increase in the carrying capacity of drones due to the lack of batteries or fuel tanks;

4. снижение потребляемой мощности дронами за счет отсутствия элементов питания или топливных баков на борту;4. reduction of power consumption by drones due to the absence of batteries or fuel tanks on board;

5. одновременно могут работать как несколько дронов, так и отдельно взятый дрон;5. Both several drones and a single drone can work simultaneously;

6. несколько дронов могут одновременно работать на нескольких высотных уровнях;6. Several drones can simultaneously operate at several altitude levels;

7. возможна узкая специализация каждого из дронов, связанных с одним транспортным средством;7. Possible narrow specialization of each of the drones associated with one vehicle;

8. дроны могут осуществлять мониторинг состояния транспортного средства, к которому они подсоединены.8.Drones can monitor the condition of the vehicle to which they are connected.

Изобретение поясняется прилагаемыми рисунками, где на фиг. 1 представлен вид сбоку и сверху транспортного средства (трактора) в транспортном положении (дроны закреплены на его крыше); на фиг. 2 - вид сбоку и сверху транспортного средства (трактора) в рабочем положении (дроны реализуют заложенный функционал); на фиг. 3 - вид сверху индивидуальных горизонтальных секторов, выделенных для каждого дрона, в том числе при различной форме обрабатываемых участков (а), вид сбоку и спереди индивидуальных вертикальных секторов, выделенных для каждого дрона (б); на фиг. 4 - вид сбоку мобильного агрегата с дроном и емкостью для внесения удобрений; на фиг. 5 - блоки управления непринятия решения, и вводятся следующие обозначения:The invention is illustrated by the accompanying drawings, where FIG. 1 shows a side and top view of a vehicle (tractor) in a transport position (drones are fixed on its roof); in fig. 2 - side and top view of the vehicle (tractor) in the working position (drones implement the inherent functionality); in fig. 3 is a top view of the individual horizontal sectors allocated for each drone, including with different shapes of the processed areas (a), side and front views of the individual vertical sectors allocated for each drone (b); in fig. 4 is a side view of a mobile unit with a drone and a fertilizer tank; in fig. 5 - decision-making control units, and the following designations are introduced:

1 - транспортное средство (трактор);1 - vehicle (tractor);

2 - дрон (БПЛА);2 - drone (UAV);

3 - электрический кабель/топливопровод;3 - electric cable / fuel line;

4 - емкость/емкости, установленные на прицепе;4 - container / containers installed on the trailer;

5 - шланг подачи пестицидов, гербицидов, удобрений и пр.;5 - hose for supplying pesticides, herbicides, fertilizers, etc.;

6 - компьютер с дисплеем;6 - computer with display;

7 - блок разбиения задачи на подзадачи;7 - block for dividing the task into subtasks;

8 - блок оценки и контроля положения дронов в пространстве;8 - block for assessing and monitoring the position of drones in space;

9 - блок распознавания и оценки состояния посевов, растений, почвы и пр.;9 - block for recognition and assessment of the state of crops, plants, soil, etc .;

10 - блок принятия решения о необходимости внесения пестицидов, гербицидов, удобрений и пр. и их дозе.10 - block for making a decision on the need to apply pesticides, herbicides, fertilizers, etc. and their dose.

Способ может быть реализован с помощью устройства (фиг. 1), состоящего из транспортного средства 1, на крыше кабины которого размещены дроны 2, расположенные друг от друга на расстоянии большем, чем их максимальные геометрические размеры (включая размах винтов), и соединенные электрическими кабелями или топливопроводами 3, соответственно, с аккумулятором или топливным баком транспортного средства 1, при этом транспортное средство 1 сцеплено с прицепом, на котором размещена емкость 4 (фиг. 4), содержащая, например, жидкие пестициды, гербициды, удобрения и пр., которые посредством шланга 5 подаются насосом (не показан) емкости 4 на распылитель (не показан), установленный на дроне 2. В кабине транспортного средства 1 установлен компьютер с дисплеем 6, имеющим блок ввода задачи из имеющегося в компьютере стандартного перечня задач, выход которого соединен с входом блока 7 разбиения задачи на подзадачи, при этом выход блока 7 соединен с входом блока 8 оценки и контроля положения дронов 2 в пространстве, разбивающего обрабатываемый участок в пространстве для каждого из дронов 2 на непересекающиеся друг с другом зоны, и управляющим ими посредством проводной или беспроводной связи в пределах каждой из них. Кроме того, камера/камеры (не показаны) дронов 2 соединены с входом блока 9 распознавания и оценки состояния посевов, растений, почвы и пр., имеющего предустановленные карты (таблицы, матрицы и пр.), описывающие состояние растений и соответствующими их состоянию необходимой дозы, например, подкормки, составленных почвоведами и агрохимиками с учетом особенностей данной климатической зоны, при этом выход блока 9 связан с входом блока 10 принятия решения о необходимости внесения пестицидов, гербицидов, удобрений и пр. и их дозе, а его выход соединен с модулем управления насосом (не показаны) емкости 4.The method can be implemented using a device (Fig. 1) consisting of a vehicle 1, on the roof of the cabin of which drones 2 are located, located at a distance greater than their maximum geometric dimensions (including the span of the screws), and connected by electric cables or fuel lines 3, respectively, with the battery or the fuel tank of the vehicle 1, while the vehicle 1 is coupled to a trailer on which the container 4 (Fig. 4) is placed, containing, for example, liquid pesticides, herbicides, fertilizers, etc., which through a hose 5, containers 4 are supplied by a pump (not shown) to a sprayer (not shown) mounted on a drone 2. A computer with a display 6 is installed in the cab of the vehicle 1, which has a task input unit from the standard list of tasks available in the computer, the output of which is connected to the input of block 7 for dividing the task into subtasks, while the output of block 7 is connected to the input of block 8 for evaluating and monitoring the position of drones 2 in space, dividing the treated area in space for each of the drones 2 into non-intersecting zones with each other, and controlling them via wired or wireless communication within each of them. In addition, the camera / cameras (not shown) of the drones 2 are connected to the input of the unit 9 for recognizing and assessing the state of crops, plants, soil, etc., which has pre-installed maps (tables, matrices, etc.) describing the state of the plants and corresponding to their necessary state. doses, for example, top dressing, compiled by soil scientists and agrochemists, taking into account the characteristics of a given climatic zone, while the output of block 9 is connected to the input of block 10 for making a decision on the need to apply pesticides, herbicides, fertilizers, etc. and their dose, and its output is connected to the module pump control (not shown) tank 4.

Работа устройства, реализующего предлагаемый способ, осуществляется следующим образом. Дроны 2 в транспортном положении фиксируются на крыше транспортного средства 1, например, с использованием расположенных в крыше транспортного средства 1 - индивидуальных для каждого дрона 2 - электромагнитов (не показаны), во включенном состоянии притягивающих основания дронов 2, выполненных из магнитных материалов.The operation of the device that implements the proposed method is as follows. Drones 2 in the transport position are fixed on the roof of the vehicle 1, for example, using electromagnets (not shown) located in the roof of the vehicle 1 - individual for each drone 2 - electromagnets (not shown), in the switched on state, attracting the bases of the drones 2 made of magnetic materials.

После въезда на обрабатываемое поле оператор транспортного средства 1 останавливает его и отключает питание электромагнитов, удерживающего дроны 2 на его крыше, одновременно с выключением питания электромагнитов на двигатели дронов 2 посредством электрического кабеля или топливопровода 3 подается питание от аккумулятора или топливного бака транспортного средства 1 (в зависимости от используемого типа двигателя дронов 2), при этом возможно комбинирование дронов 2 с различными типами двигателей на одном транспортном средстве 1. Далее оператор выбирает задачу на дисплее 6, соответствующую взлету одного или сразу нескольких дронов 2 (фиг. 2), которая передается с блока 6 на блок 7 и, далее, на блок 8, передающий посредством проводной или беспроводной связи команду на взлет дронам 2. Причем, если используются не все дроны 2, то после взлета задействованных в решении задачи, автоматически включается питание электромагнитов, притягивающих основания дронов 2, остающихся на крыше.After entering the cultivated field, the operator of the vehicle 1 stops it and cuts off the power of the electromagnets holding the drones 2 on its roof, simultaneously with the power off of the electromagnets, the motors of the drones 2 are powered by the electric cable or the fuel line 3 from the battery or the fuel tank of the vehicle 1 (in depending on the type of drone engine used 2), while it is possible to combine drones 2 with different types of engines on one vehicle 1. Next, the operator selects a task on display 6, corresponding to the takeoff of one or several drones 2 at once (Fig. 2), which is transmitted from block 6 to block 7 and, further, to block 8, transmitting a command to take off to drones 2 via wired or wireless communication. Moreover, if not all drones 2 are used, then after take-off of those involved in solving the problem, the power of the electromagnets attracting the bases of the drones is automatically turned on 2 remaining on the roof.

Рассмотрим случай внесения удобрений на поля сразу всеми имеющимися дронами 2 (фиг. 3), при этом транспортное средство 1 сцеплено с емкостью 4, соединенной шлангами 5 с дронами 2 (фиг. 4). Возможна комбинированная (комплексная) обработка полей за счет использования различных жидкостей из нескольких емкостей 4, установленных на одном прицепе, сцепленном с транспортным средством 1. В этом случае может использоваться как один шланг 5, через штуцеры соединенный с насосами емкостей 4, так и сразу несколько шлангов 5 - по одному на каждую емкость 4 расположенную на прицепе транспортного средства 1. При использовании одного шланга 5, связывающего емкости 4 и дрон 2, дозирование и его поочередное заполнение различными жидкостями из соответствующих емкостей 4 будет осуществляться их индивидуальными насосами (не показаны).Let us consider the case of applying fertilizers to the fields at once by all available drones 2 (Fig. 3), while the vehicle 1 is coupled to the container 4, connected by hoses 5 to the drones 2 (Fig. 4). Combined (complex) processing of fields is possible due to the use of various liquids from several containers 4 installed on one trailer coupled to a vehicle 1. In this case, one can use both one hose 5, through the fittings connected to the pumps of containers 4, or several hoses 5 - one for each container 4 located on the trailer of the vehicle 1. When using one hose 5 connecting containers 4 and drone 2, dosing and its alternate filling with various liquids from the respective containers 4 will be carried out by their individual pumps (not shown).

После взлета дронов 2 с крыши транспортного средства 1 оператор выбирает следующую операцию из имеющегося набора всех возможных операций, визуализируемых на дисплее 6, и активизирует ее нажатием соответствующей клавиши, например, сенсорно. Программное обеспечение блока 7 разбиения задачи на подзадачи проводит тестирование работы систем и устройств дронов 2, после чего формирует для каждого задействованного дрона 2 подзадачу, при этом часть дронов 2 может быть исключена из выполнения общей задачи, и им подана команда на посадку на крышу транспортного средства 1, где после посадки они будут заневолены от вертикальных и горизонтальных перемещений полем электромагнитов, расположенных в крыше транспортного средства 1.After the drones 2 take off from the roof of the vehicle 1, the operator selects the next operation from the available set of all possible operations, visualized on the display 6, and activates it by pressing the corresponding key, for example, touch. The software of the block 7 for dividing the task into subtasks tests the operation of the systems and devices of drones 2, after which it forms a subtask 2 for each involved drone, while some of the drones 2 can be excluded from the overall task, and they are given a command to land on the roof of the vehicle 1, where, after landing, they will be free from vertical and horizontal movements by the field of electromagnets located in the roof of the vehicle 1.

Возможна и обратная процедура принятия решения, когда оператор сначала выбирает задачу, после чего программное обеспечение блока 7 разбиения задачи на подзадачи проводит тестирование работы систем и устройств дронов 2 и формирует - для определенного количества дронов 2 - подзадачи, после чего выдает команду на поднятие только их, предварительно отключив соответствующие электромагниты, расположенные в крыше транспортного средства 1. В этом случае тестирование работы систем и устройств производится только для находящихся в воздухе дронов 2.The reverse decision-making procedure is also possible, when the operator first selects a task, after which the software of block 7 for dividing the task into subtasks tests the operation of the systems and devices of drones 2 and generates - for a certain number of drones 2 - subtasks, after which it issues a command to raise only them having previously disconnected the corresponding electromagnets located in the roof of the vehicle 1. In this case, testing of the operation of systems and devices is carried out only for drones 2 in the air.

Если при тестировании, проводимом блоком 7, какие-либо системы отдельного дрона 2, части из них или сразу всех работают неправильно, то автоматически подается команда на их посадку на крышу транспортного средства 1, включаются удерживающие электромагниты и осуществляется диагностика всех систем дронов 2 и системы управления ими. При невозможности устранить неполадки дистанционно вызывается экстренная служба или оператору транспортного средства 1 сообщается о необходимости вернуться в парк визуализацией сообщения на дисплее 6.If during the testing conducted by Unit 7, any systems of an individual drone 2, some of them or all of them do not work correctly, then the command is automatically sent to land them on the roof of vehicle 1, the holding electromagnets are turned on, and diagnostics of all drone systems 2 and the system managing them. If it is impossible to eliminate the problem, the emergency service is called remotely or the operator of vehicle 1 is informed about the need to return to the park by visualizing the message on the display 6.

В случае положительного результата тестирования систем и устройств дронов 2 оператор транспортного средства 1 начинает его в движение по выбранному маршруту. После начала движения, находящиеся в воздухе дроны 2, приступают к выполнению своей подзадачи, при этом их положение задается в вертикальных и горизонтальных координатах блоком 8, который ограничивает выделенную каждому из них область трехмерной зоной (вверх-вниз и вправо-влево) с невозможностью приблизиться в горизонтальной плоскости - к границе выделенной области на расстояние, меньшее размера, охватываемого винтами дрона 2 или максимальными наружными размерами (в том числе, включая все возможные диагонали), а, в вертикальной - ограничивается длиной шланга 5 (вверх) и расстоянием от нижней плоскости дрона 2 до поверхности почвы (вниз). При этом блок 8 задает поэтапное (пошаговое) прохождение каждым дроном 2 выделенной ему области как в вертикальной, так и в горизонтальной плоскостях.In case of a positive result of testing the systems and devices of drones 2, the operator of vehicle 1 starts it in motion along the selected route. After the start of the movement, the drones 2 in the air begin to perform their subtask, while their position is set in vertical and horizontal coordinates by block 8, which limits the area allocated to each of them by a three-dimensional zone (up-down and right-left) with the inability to approach in the horizontal plane - to the border of the selected area at a distance less than the size covered by the drone screws 2 or the maximum external dimensions (including including all possible diagonals), and, in the vertical plane, it is limited by the length of the hose 5 (up) and the distance from the bottom plane drone 2 to the surface of the soil (down). In this case, block 8 sets a phased (step-by-step) passage by each drone 2 of the area allocated to it both in the vertical and in the horizontal planes.

На каждом шаге в выделенной области камера/камеры дронов 2 передают в блок 9 распознавания и оценки состояния посевов, растений, почвы и пр. фото- и/или видеоматериалы, который производит действия по сопоставлению состояния растения/растений, присутствующих в зоне работы дрона 2, с картами (таблицами, матрицами и пр.) состояния растений и соответствующей им необходимой дозы, например, подкормки, составленных почвоведами и агрохимиками с учетом особенностей данной климатической зоны, и передает решение о необходимости (или ее отсутствии) внесения соответствующих веществ, например, непосредственно на поверхность почвы, где, предположительно, располагается зона корневой системы растения, фотоизображение (видеоизображение) которого идентифицировано как недополучившего достаточное количество минеральных (или других) веществ для его нормального роста на данном этапе развития (вегетации).At each step in the selected area, the camera / cameras of the drones 2 are transmitted to the unit 9 for recognizing and assessing the state of crops, plants, soil, etc., photo and / or video materials, which performs actions to compare the state of the plant / plants present in the operating area of the drone 2 , with maps (tables, matrices, etc.) of the state of plants and the corresponding required dose, for example, top dressing, compiled by soil scientists and agrochemists, taking into account the characteristics of a given climatic zone, and conveys a decision on the need (or lack of) the introduction of appropriate substances, for example, directly on the soil surface, where, presumably, the zone of the root system of the plant is located, the photo image (video image) of which is identified as having received less mineral (or other) substances for its normal growth at this stage of development (vegetation).

В случае необходимости внесения пестицидов, гербицидов, удобрений и пр. и определенной блоком 9 по картам (таблицам, матрицам и пр.) дозе блок 10 передает команду о включении соответствующих насосов, расположенных в емкостях 4, направляющих жидкость по шлангу/шлангам 5 к дрону 2, а распылитель, установленный на дроне 2 (не показан), вносит жидкость, подаваемую из соответствующей емкости 4, в зону корневой системы растения. После внесения соответствующей дозы дрон 2 переходит к диагностике состояния следующего растения или группы растений.If it is necessary to apply pesticides, herbicides, fertilizers, etc. and a dose determined by block 9 according to maps (tables, matrices, etc.), block 10 sends a command to turn on the corresponding pumps located in containers 4 that direct the liquid through the hose / hoses 5 to the drone 2, and an atomizer mounted on the drone 2 (not shown) introduces the liquid supplied from the corresponding container 4 into the zone of the plant root system. After applying the appropriate dose, drone 2 proceeds to diagnose the state of the next plant or group of plants.

По окончании обработки поля оператор транспортного средства 1 выбирает на дисплее 6 команду, соответствующую данному этапу, при этом блок 7 выдает команду блоку 8 на возврат и автоматическую посадку дронов 2 на крышу транспортного средства 1 с последующей фиксацией их оснований индивидуальными электромагнитами, расположенными в крыше транспортного средства 1. После чего транспортное средство 1 готово к переезду на другое поле или возвращению в парк.Upon completion of the processing of the field, the operator of vehicle 1 selects on the display 6 the command corresponding to this stage, while unit 7 issues a command to unit 8 to return and automatically land drones 2 on the roof of vehicle 1, followed by fixing their bases with individual electromagnets located in the roof of the vehicle. Means 1. Then the vehicle 1 is ready to move to another field or return to the park.

Фиксация дронов 2 при выключении двигателя, отключении аккумулятора, питающего электромагниты крыши, или поломке транспортного средства 1 может осуществляться, например, вручную - за счет одного или нескольких дополнительных фиксаторов (механических, резиновых и др.), закрепленных на крыше, и заневоливающих дроны 2 относительно нее.The fixation of drones 2 when the engine is turned off, the battery supplying the roof electromagnets is disconnected, or the vehicle 1 breaks down, for example, manually - due to one or more additional fixators (mechanical, rubber, etc.), fixed on the roof, and disengaging the drones 2 regarding her.

Таким образом, предлагаемое устройство выполняет роль произвольно перемещаемой подвижной системы с упорядоченным или хаотичным движением нескольких дронов относительно транспортного средства, связанных с ним кабелями-шлангами, что позволяет обрабатывать любые формы участков в пределах досягаемости этих кабель-шлангов.Thus, the proposed device plays the role of a freely movable mobile system with an ordered or chaotic movement of several drones relative to the vehicle, connected with cables-hoses, which allows you to process any shape of sections within the reach of these cable-hoses.

Источники информацииInformation sources

1. Патент №2648696 МПК G01N 35/10, G06F 7/00, A01G 2/00. Агротехнический комплекс с беспилотным летательным аппаратом / Гаврилов Н.А., заявка 2017117895, заявл. 23.05.2017, опубл. 28.03.2018, Бюл. №10.1. Patent No. 2648696 IPC G01N 35/10, G06F 7/00, A01G 2/00. Agrotechnical complex with an unmanned aerial vehicle / Gavrilov N.A., application 2017117895, application. 05/23/2017, publ. 28.03.2018, Bul. No. 10.

2. Патент №2471338 МПК A01G 7/00, А01В 79/00, A01D 91/00, G06F 7/00. Устройство позиционирования мобильных агрегатов при возделывании агрокультур / Башилов A.M., Королев В.А., Головко В.А., Суляев С.А., Башилов С.А., Евдокимов П.Б., заявка 2010107548/13, заявл. 02.03.2010, опубл. 10.01.2013 Бюл. №1.2. Patent No. 2471338 IPC A01G 7/00, A01B 79/00, A01D 91/00, G06F 7/00. Device for positioning mobile units in the cultivation of crops / Bashilov A.M., Korolev V.A., Golovko V.A., Sulyaev S.A., Bashilov S.A., Evdokimov P.B., application 2010107548/13, app. 02.03.2010, publ. 10.01.2013 Bul. # 1.

Claims (2)

1. Транспортное средство в виде трактора с прицепом, оборудованное дронами, причем прицеп снабжен емкостью, содержащей жидкие пестициды, гербициды и удобрения, характеризующееся тем, что дроны в транспортном или нерабочем положении застопорены в горизонтальной и вертикальной плоскостях на крыше транспортного средства за счет электромагнитного поля, источники которого расположены на его крыше, транспортное средство имеет неразрывные гибкие связи с несколькими дронами одновременно, обеспечивая посредством них двигатели дронов питанием, а сами дроны – полезной нагрузкой в виде возможности распыления пестицидов, гербицидов и удобрений за счет связи дронов посредством шланга с емкостью прицепа, причем источники топлива и полезная нагрузка размещены на наземной части транспортного средства, а положение дронов при их работе ограничивается трехмерной зоной вверх-вниз и вправо-влево с невозможностью приблизиться в горизонтальной плоскости к границе зоны работы соседнего дрона на расстояние, меньшее диаметра винтов дрона или максимальных наружных параметров дрона, включая его диагонали, а в вертикальной – ограничивается длиной гибких связей и/или расстоянием от поверхности почвы до нижней поверхности дрона, кроме того, процесс управления дронами осуществляется по проводной или беспроводной связи, а система управления содержит блоки, включающие оценку и контроль положения дронов в пространстве, распознавание и оценку состояния посевов, растений, почвы, а также принятия решения о необходимости внесения пестицидов, гербицидов, удобрений и их дозе. 1. A vehicle in the form of a tractor with a trailer equipped with drones, and the trailer is equipped with a container containing liquid pesticides, herbicides and fertilizers, characterized in that the drones in the transport or non-working position are locked in the horizontal and vertical planes on the roof of the vehicle due to the electromagnetic field , the sources of which are located on its roof, the vehicle has inseparable flexible connections with several drones at the same time, providing through them the drone engines with power, and the drones themselves - with a payload in the form of the possibility of spraying pesticides, herbicides and fertilizers due to the connection of the drones through a hose with the capacity of the trailer , moreover, the fuel sources and the payload are located on the ground part of the vehicle, and the position of the drones during their operation is limited to a three-dimensional zone up and down and left and right with the impossibility of approaching in the horizontal plane to the border of the operation zone of a neighboring drone at a distance f, the smaller the diameter of the drone propellers or the maximum external parameters of the drone, including its diagonals, and in the vertical, it is limited by the length of the flexible links and / or the distance from the soil surface to the bottom surface of the drone, in addition, the drone control process is carried out via wired or wireless communication, and the control system contains blocks that include assessing and monitoring the position of drones in space, recognizing and assessing the state of crops, plants, soil, as well as deciding on the need to apply pesticides, herbicides, fertilizers and their dose. 2. Транспортное средство по п.1, отличающееся тем, что блок принятия решения о необходимости внесении пестицидов, гербицидов и удобрений определяет дозу их внесения на основании сопоставления фото и/или видеоизображений растений с картой состояния растений, составленной с учетом особенностей данной климатической зоны.2. The vehicle according to claim 1, characterized in that the unit for making a decision on the need to apply pesticides, herbicides and fertilizers determines the dose of their application based on the comparison of photo and / or video images of plants with a map of the state of plants, compiled taking into account the characteristics of a given climatic zone.
RU2019138193A 2019-11-25 2019-11-25 Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone RU2738352C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138193A RU2738352C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2019138193A RU2738352C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2738352C1 true RU2738352C1 (en) 2020-12-11

Family

ID=73834823

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2019138193A RU2738352C1 (en) 2019-11-25 2019-11-25 Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2738352C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6199000B1 (en) * 1998-07-15 2001-03-06 Trimble Navigation Limited Methods and apparatus for precision agriculture operations utilizing real time kinematic global positioning system systems
RU2251240C1 (en) * 2004-03-11 2005-05-10 Закрытое акционерное общество "Инженерный центр "ГЕОМИР" System for informational servicing of agricultural enterprise employing precise agriculture technology
RU2471338C2 (en) * 2010-03-02 2013-01-10 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Positioning device of mobile units for cultivating agricultures
RU2648696C1 (en) * 2017-05-23 2018-03-28 Николай Андреевич Гаврилов Agrotechnical complex with unmanned aerial vehicle

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6199000B1 (en) * 1998-07-15 2001-03-06 Trimble Navigation Limited Methods and apparatus for precision agriculture operations utilizing real time kinematic global positioning system systems
RU2251240C1 (en) * 2004-03-11 2005-05-10 Закрытое акционерное общество "Инженерный центр "ГЕОМИР" System for informational servicing of agricultural enterprise employing precise agriculture technology
RU2471338C2 (en) * 2010-03-02 2013-01-10 Российская академия сельскохозяйственных наук Государственное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт электрификации сельского хозяйства Российской академии сельскохозяйственных наук (ГНУ ВИЭСХ Россельхозакадемии) Positioning device of mobile units for cultivating agricultures
RU2648696C1 (en) * 2017-05-23 2018-03-28 Николай Андреевич Гаврилов Agrotechnical complex with unmanned aerial vehicle

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20220211026A1 (en) System and method for field treatment and monitoring
CN106125762B (en) Internet-based unmanned aerial vehicle plant protection management system and method
US9852644B2 (en) Hybrid airship-drone farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
US9382003B2 (en) Aerial farm robot system for crop dusting, planting, fertilizing and other field jobs
CN109508041A (en) Plant protection drone group system and plant protection method
CN108541683A (en) A kind of unmanned plane pesticide spraying system based on convolutional neural networks chip
WO2017131587A9 (en) System and method for controlling an unmanned vehicle and releasing a payload from the same
CN113825391A (en) Automatic travel system for work vehicle
RU2586142C1 (en) Robotic system for automated aircraft plant chemical treatment and application method thereof
CN110794862A (en) Plant protection fixed wing unmanned flight path planning control method
CN115768689B (en) Remotely piloted aircraft and aerial surveying and spraying systems suitable for aerial surveying and spraying activities
CN109358643A (en) A kind of multi-mode unmanned plane pesticide spraying system and method based on image procossing
CN109254545A (en) The multiple unmanned agricultural vehicle remote centralized control systems of one kind and method
JP2024528460A (en) Mulch device field treatment
RU2738352C1 (en) Method for increasing efficiency of using mobile unit equipped with drone
Lochan et al. Advancements in precision spraying of agricultural robots: A comprehensive Review
WO2023060350A1 (en) Hybrid aerial vehicle with adjustable vertical lift for field treatment
EP4230036A1 (en) Targeted treatment of specific weed species with multiple treatment devices
CN111142563A (en) Cluster plant protection unmanned aerial vehicle operation control method
CN110839609A (en) Plant protection fixed wing unmanned aerial vehicle variable spraying control system
EP4230037A1 (en) Multi-device agricultural field treatment
Schellenberger et al. Leveraging 5G private networks, UAVs and robots to detect and combat broad-leaved dock (Rumex obtusifolius) in feed production
KR20230128647A (en) Drone station supplying spraying agent and drone spraying system including the same
CN113934232A (en) Plant protection UAV route planning system and method based on virtual image control
RU2779780C1 (en) Unmanned aerial robotic complex for pesticide application
点击 这是indexloc提供的php浏览器服务,不要输入任何密码和下载