Зачем аграриям RTK дрон?

С 11 по 14 августа НК "Експоцентр Украины" в Киеве прошла 32 международная аграрная выставка. Короновирусные мероприятия несомненно повлияли на проведение выставки, но очень отрадно отметить, что беспилотные летательные аппараты начали возвращаться на повестку дня аграриев. Если в 2019 году дроны были представлены в паре павильонов и то, за частую, в виде буклетов. В 2020 году разными компаниями было представлено достаточно много интересных аппаратов и сенсорного оборудования как отечественного, так и зарубежного производства. Традиционно представлялись решения по спектральному мониторингу для составления карт вегетационных индексов полей, а также обработки посевов различными химикатами и внесения трихограммы. Отдельно компания Drone.ua представлялся достаточно непривычный для агрария RTK комплекс на базе дрона DJI Phantom 4 RTK.

RTK комплекс на базе дрона DJI Phantom 4 RTK

Аппарат недешевый и возможность точного позиционирования кратно повысила его цену, если за обычный аппарат просят 60-70 тис. грн, то с RTK стоимость растет от 3-х раз. А в комплекте с наземной с базовой станцией D-RTK 2 цена растет уже в 5-6 раз. Ждать кардинального удешевления данного изделия также не стоит, такая точность возможна только при прецизионной оптике, которая совсем не дешевая. Чтобы обеспечить приемлемую для потребителя стоимость изготовитель ввел инновацию – программно-аппаратный комплекс RTK устройства подстраивается под индивидуальные особенности конкретной оптической системы. Пустить такие изделия на конвейер пока сложно - отсюда и стоимость.

Традиционно такие устройства используются в горном деле для оценки объемов материалов, где уже заслужили признание за высокую точность и оперативность. При землеустройстве такие аппараты позволяют с точностью до 2 см определять границы полей, но контуры поля в общем стабильны и услуга эта разовая, соответственно чем приобретать такое оборудование есть смысл разово нанять специализированную компанию.

Оборудование для сельского хозяйства относительно новое и возникла дискуссия зачем оно вовсе нужно для агрария на постоянной основе? Попробуем ответить на этот вопрос.

Пункт первый – учет и контроль…

К сожалению вопросы к честности работников до сих пор актуальны. Для противодействия хищениям внедряют различные организационные мероприятия и технические средства, но как говорится – кто ищет тот найдет возможность. При этом воровать могут параллельно несколько групп, отследить которые крайне сложно и менеджмент может реально не владеть ситуацией.

В сельском хозяйстве так же есть чего померять по объемам, начиная с урожая, который возят на тока. Безусловно современный комбайн может очень много, в том числе и учитывать объем урожая. Но все не так однозначно и просто. При создании методики прогнозирования количества урожая на базе карт распределения вегетационных индексов авторы в качестве исходных данных использовали данные от бортового ПК весьма «продвинутого» комбайна. О таких готовят, что за уплаченные за него деньжищи он сам кофе варить и приносить должен. Хоть кофе он и не варил, но разогревал исправно – в кабине кроме стандартного кондиционера была и специальная термокружка подключавшаяся в сеть комбайна. Специализированных датчиков в нем хватало и мы получили файл экселя с самыми разными данными, часть из которых в представлена в таблице

Пример рядов данных, полученных с датчиков комбайна и перенесенных для анализа в электронную таблицу. Внизу приведены типы данных.

Данные по урожаю фиксировались ежесекундно, отдельно фиксировались сухой, влажный и общий урожай. Когда начали данные сопоставлять выяснилось, что о прецизионной точности учета урожая говорить преждевременно. 3% данных пришлось попросту отсеять. К примеру система показывала огромную урожайность при использовании менее половины жатки и т.д. Были вопросы и по фиксации влажности, когда выявлялись явно ошибочные результаты при сопоставлении данных от разных датчиков (рис. ниже).

На графике видно, что большая часть результатов описывается линейной зависимостью, как и должно быть, но есть часть результатов явно ошибочных

То есть пространство для маневра жуликам остается. Естественно, если оценивать не только массу, но и объем зерна, то задача «перераспределения ценностей» усложнится. RTK дрон способен без особых проблем регулярно оценивать объемы - задача для него привычная. Кроме того, и других сыпучих материалов, измеряемых традиционно кучами в хозяйствах, как правило, предостаточно.

Пункт второй - организация работы непосредственно в поле.

Работа механизатора достаточно сложная и утомительная. Инженеры прилагали серьезные усилия для того что б труд механизатора был комфортным. Так, уже в стандартной комплектации, современные комбайны имеют салоны как у автомобилей представительского класса с климат контролем и т.д. Физический аспект несомненно решился и уже не требуется сильный мужчина для управления агрегатом, но требования к постоянной внимательности оставались актуальными. Так при работе нужно неукоснительно придерживаться технологических колей и поддерживать внимательность на протяжении всего дня совсем не просто.

Альтернативой могут послужить системы вождения разработанные под RTK системы, которые уже есть на рынке Украины. Точность в 2 см более чем достаточная для соблюдения технологической колеи на поле. Но год от года на поле могут произойти изменения, появится новые или изменится старые лужи и другие препятствия. Вот тут именно БПЛА с RTK модулем способен точно оценить реальное состояние поля, и уточнять его по мере необходимости. Это позволит рассчитать оптимальные маршруты и сэкономить моторесурс и ГСМ. Механизатор все равно без работы не останется, но можно использовать не столь высококлассных специалистов т.е. частично решается проблема с кадрами.

Установленная на технику оптическая или перспективная радарная система сравнительно мало зависит от сопровождения сторонних организаций в отличии от систем точного позиционирования. Но RTK сервисы могут предоставляться не только коммерческими структурами, но и государственными компаниями, например, это одно из направлений деятельности Национального цента управления и испытаний космических аппаратов Украины (https://spacecenter.gov.ua/sknzu). За прошедшие годы им удалось создать систему точного позиционирования для большей части Украины. То есть для RTK систем нет жесткой привязки пользователя к конкретной компании поставщика сервиса.

При таких условиях, этот маленький RTK дрон имеет все шансы стать незаменимым оборудованием для аграрных предприятий в общем и для растениеводства в частности.

Дрон DJI Phantom 4 RTK: совсем небольшой, особенно в "сравнении" с ценой RTK комплекса и возможностями, которые он предоставляет.