Drone XPro : Rolnictwo precyzyjne rośnie wraz z RTK

:

Odbiornik John Deere StarFire 6000 RTK działający w terenie. (Zdjęcie: John Deere)

Odbiornik John Deere StarFire 6000 RTK działający w terenie. (Zdjęcie: John Deere)

Rolnictwo precyzyjne – praktyka optymalizacji nakładów nasion, wody i nawozów przy jednoczesnym maksymalizowaniu plonów poprzez mapowanie zmian charakterystyk gleby i odpowiednich maszyn prowadzących – rozpoczęła się w Stanach Zjednoczonych na początku lat 80. XX wieku i stale rośnie. Kluczowe elementy obejmują mapowanie gleby oparte na próbkowaniu i teledetekcji, proksymalne wykrywanie gleby i upraw, zmienne nawadnianie i zmienne opryskiwanie nawozów i herbicydów oraz automatyczna nawigacja ciągnikiem.

„Wytyczne oparte na GNSS są prawdopodobnie najczęściej stosowaną technologią precyzyjnego pomiaru ag, a następnie zmienną szybkością i kontrolą sekcji” – powiedział John Fulton, profesor nadzwyczajny na Uniwersytecie Stanowym w Ohio. „Podejrzewam, że około 40% tych odbiorników GNSS korzysta z korekt poziomu RTK – które zapewniają dokładność poniżej jednego cala – i liczba ta stale rośnie”.

Potrzeba dokładności w calach

Oczywiście woda płynie w dół, co sprawia, że ​​dokładność pionowa ma kluczowe znaczenie dla hydrologii. „AgLeader buduje pług do układania płytek w glebie w celu odprowadzania wody” – powiedział Bill Cran, specjalista ds. Produktów GNSS firmy AgLeader Technology. „Może mieć tylko 4 cale; więc jeśli jesteśmy oddaleni o 2 lub 3 cale w pionie, wpływa to na to, gdzie woda może płynąć. ” Aby uzyskać najlepszą możliwą dokładność w pionie, zaleca rolnikom zainstalowanie stacji bazowej na polu, na którym działają.

Dokładność poniżej jednego cala umożliwia rolnikom określenie miejsca sadzenia każdego materiału siewnego, zamiast monitorowania sadzarek na poziomie rzędu. „To dziś nie musi być wymóg, ale na pewno nadejdzie” – powiedział Cran.

Zapotrzebowanie rynku na RTK w rolnictwie rośnie, co jest ważnym czynnikiem prowadzenia dronów lub sterowania maszynami, powiedział Gustavo Lopez, menedżer ds. Dostępu do rynku w Septentrio. „Roboty są bardzo blisko upraw. Kiedy małe roboty pracują na polu kukurydzy, rośliny kukurydzy powodują sygnały wielościeżkowe lub cieniujące sygnały GNSS ”, powiedział Lopez. „Potrzebujesz dobrego RTK lub GNSS-INS, ponieważ jeśli stracisz blokadę satelitarną, możesz jeszcze przez pewien czas wybiegać z IMU.”

Usługi i opcje

Wyświetlacze AgLeadera mają wbudowany transport sieciowy RTCM za pośrednictwem klienta protokołu internetowego (NTRIP), który umożliwia mu łączenie się z sieciami NTRIP i CORS, a także innymi sieciami bezpłatnymi i opartymi na subskrypcji. „Dzięki temu możemy uzyskać RTK z Internetu dla klientów, którzy chcą wybrać tę trasę”, powiedział Cran. Alternatywnie firma oferuje odbiorniki GPS NovAtel, w tym opcje RTK oparte na Satelcie lub Freewave z opcjami radiowymi 400 MHz i 900 MHz, które mogą komunikować się z podobną stacją bazową. Tej wiosny zacznie oferować usługę TerraStar-X firmy NovAtel. „Nazywamy to„ RTK z nieba ””, powiedział Cran. „Oczekiwanie to dokładność poniżej jednego cala, a czas konwergencji jest krótszy niż jedna minuta. Wielu naszych klientów i dealerów jest bardzo podekscytowanych tą opcją. ”

Lopez powiedział, że moduły GNSS Septentrio dla rolnictwa są wykorzystywane głównie do mapowania dronów. Moduły ograniczają zakłócenia i fałszowanie. „Odnieśliśmy również spore sukcesy w robotyce dla rolnictwa”, powiedział Lopez. Septentrio ściśle współpracuje z francuską firmą zajmującą się robotyką rolną Naïo Technologies, która integruje swoje roboty z inteligentnymi antenami GNSS firmy Septentrio, zapewniając pełne rozwiązanie RTK, a także autonomię.

Na obszarach bez sieci RTK niektórzy rolnicy kupują i instalują stacje bazowe Septentrio, które wprowadzają poprawki do swoich robotów lub UAV. Septentrio zapewnia oprogramowanie do mapowania rolnictwa do przetwarzania danych zebranych bez RTK. W ofercie są również odbiorniki pasma L – choć nie tak dokładne jak lokalna sieć RTK i być może przy wyższym czasie konwergencji, względna dokładność korekt pasma L jest wystarczająca dla wielu robotów ag, wyjaśnił Lopez.

Na linii podstawowej

Robot do odchwaszczania warzyw Dino - pokazany tutaj, działający w Yuma w Arizonie - wykorzystuje odbiornik GNSS Septentrio. (Zdjęcie: Septentrio / Naio Technologies)

Robot do odchwaszczania warzyw Dino – pokazany tutaj, działający w Yuma w Arizonie – wykorzystuje odbiornik GNSS Septentrio. (Zdjęcie: Septentrio / Naio Technologies)

Według Al Savage, menedżera sieci StarFire John Deere, większość użytkowników RTK ma krótką linię bazową – poniżej 5 mil od stacji bazowej do łazika. Średnia linia bazowa wynosi około 5–8 mil, a długa linia bazowa wynosi do 12 mil. W 2015 r. Firma John Deere wydała menedżera stacji bazowej, który umożliwia dealerom zdalne przesyłanie oprogramowania układowego, utrzymanie listy dostępu do łazika i monitorowanie stacji bazowych.

Gdy salony dealerskie i ich sieci RTK połączyły się, a farmy powiększyły się, rolnikom trudno było śledzić, z której stacji bazowej korzystać. Tak więc w 2019 roku John Deere wydał funkcję automatycznego przełączania stacji bazowej, która łączy konfigurację radiową RTK z granicą pola na ekranie 4. generacji.

Nowość: odbiornik John Deere StarFire może nadal działać, jeśli utraci połączenie ze stacją bazową za pomocą funkcji RTK Extend. Wyjaśnił Savage, że odbiornik łazika StarFire SF6000 może kontynuować pracę z dokładnością zbliżoną do RTK do 14 dni bez połączenia ze stacją bazową RTK, w porównaniu z zaledwie 14 minutami dla poprzedniego odbiornika. Wzrost „został bardzo dobrze przyjęty przez klientów, szczególnie tych działających w obszarach zagrożonych linią wzroku lub drzewami i liśćmi na granicach pola”.

W Ameryce Południowej funkcja RTK Flex firmy John Deere „automatycznie przełącza się między RTK i SF3 w czasie, gdy scyntylacja powoduje największe zakłócenia”, powiedział Savage, umożliwiając rolnikom „kontynuowanie pracy z podobną dokładnością, gdy RTK jest niedostępny z powodu scyntylacja."

Pozostałe przeszkody w adopcji

Pomimo rosnącej popularności RTK istnieje jeszcze kilka przeszkód do jej przyjęcia.

Koszt. „Mimo że koszt został znacznie zmniejszony przez lata, RTK jest wciąż droższy niż inne dostępne tam sygnały korekcyjne”, powiedział Fulton. Cran wskazał, że część kosztów jest spowodowana sprzętem. „Są radiostacje łazików i stacji bazowych, są wieże do postawienia. Po stronie NTRIP istnieją modemy komórkowe do zainstalowania w pojazdach i wymagają one utrzymania aktywnego planu transmisji danych. ” Lopez powiedział, że rynek rolny tradycyjnie jest bardzo wrażliwy na koszty i konserwatywny. „Rolnicy oczekują wdrożenia bardzo tanich rozwiązań. Chcą wiedzieć, czy będą mieli zwrot z inwestycji (zwrot z inwestycji) w te rozwiązania. ”

Usługi satelitarne stanowią tańszą alternatywę dla RTK. Na przykład TerraStar-X pozbywa się sprzętu modemu komórkowego i wymagań dotyczących sprzętu stacji bazowej, powiedział Cran. „Na niższym poziomie dokładności istnieją inne satelitarne sygnały TerraStar: TerraStar-C i TerraStar-C Pro, które osiągają dokładność może poniżej 5 do 20 cm. Są to tańsze alternatywy, z których korzystają plantatorzy bez przeskakiwania do RTK. ”

Brak połączenia z Internetem. Podczas gdy większość usług RTK, w tym NTRIP, wymaga połączenia z Internetem, wiele obszarów wiejskich ma ograniczone łącza szerokopasmowe, a nawet połączenia komórkowe. Fulton powiedział, że w niektórych obszarach brakuje wsparcia dla RTK.

Brak zgodności między platformami. Rolnicy z mieszaną flotą chcą obsługiwać różne odbiorniki. „Na przykład John Deere i Trimble RTK nie współpracują ze sobą”, powiedział Cran. „Jest to wciąż bardzo specyficzne dla producenta. Nie mogę wziąć odbiornika NovAtel marki AgLeader i używać go z siecią John Deere RTK. ” NTRIP częściowo umożliwia mieszanie i dopasowanie między platformami. „Jesteśmy również podekscytowani TerraStar-X, ponieważ chociaż jest on specyficzny dla odbiorników NovAtel, nie jest powiązany z żadnym sprzętem stacji bazowej”, powiedział Cran. „Tak więc facet John Deere może umieścić odbiornik AgLeader na swoim pojeździe i korzystać z TerraStar-X i nadal uzyskiwać tę dokładność bez konieczności łączenia się z siecią Deere RTK”.

Odpowiedzialność. Chociaż bezpieczeństwo nie jest tak duże, jak w przypadku pojazdów autonomicznych na drogach, wkrótce pojawią się pytania dotyczące odpowiedzialności. „Jeśli na przykład robot niszczy całą plantację, ktoś musi być odpowiedzialny” – zauważył Lopez. „Czy to był robot? Odbiornik GPS? Inne czujniki? Rolnik? Co się stanie, jeśli nastąpi sfałszowanie ataku i robot trafi na pole sąsiada? ” Takie wyzwania spowalniają adopcję. „Właśnie tam niezawodność GNSS staje się ważna” – powiedział.

Przyszłość

Wkrótce satelitarne połączenia internetowe mogą uczynić korektę RTK bardziej dostępną i dać większej liczbie hodowców możliwość korzystania z NTRIP, choć za dodatkową opłatą. WAAS, bezpłatna usługa rządu USA, jest nadawana przez satelity, ale nie osiąga poziomu dokładności RTK. „RTK wciąż jest zlokalizowaną korektą” – powiedział Fulton. „Możemy zobaczyć zmianę na satelitę, ale bardziej prawdopodobne jest, że będzie to komunikacja internetowa lub inny rodzaj komunikacji.

„Gdy rolnicy zaczną korzystać z RTK, jest mało prawdopodobne, że kiedykolwiek powrócą do innego rodzaju korekcji” – dodał. „RTK jest bardzo uzależniającą usługą korekcyjną dla ludzi”.

Dziki się zgadza. „RTK uzależnia od swojej dokładności, wydajności i powtarzalności”. Ostatecznie jednak, aby osiągnąć powszechne zastosowanie, rozwiązania RTK będą musiały działać wszędzie, przy niewielkiej interwencji rolnika.

Laisser un commentaire

Votre adresse de messagerie ne sera pas publiée. Les champs obligatoires sont indiqués avec *