RU2538997C2 - Method and device of automatic control of processes of crop growing - Google Patents
Method and device of automatic control of processes of crop growing Download PDFInfo
- Publication number
- RU2538997C2 RU2538997C2 RU2012156362/13A RU2012156362A RU2538997C2 RU 2538997 C2 RU2538997 C2 RU 2538997C2 RU 2012156362/13 A RU2012156362/13 A RU 2012156362/13A RU 2012156362 A RU2012156362 A RU 2012156362A RU 2538997 C2 RU2538997 C2 RU 2538997C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- crops
- soil
- cultivated land
- module
- fragments
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Management, Administration, Business Operations System, And Electronic Commerce (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к реализации управляемых технологий земледелия, и может быть использовано в отрасли полевого растениеводства.The invention relates to the field of agriculture, in particular to the implementation of controlled agricultural technologies, and can be used in the field of crop production.
Известен способ регулирования технологии производства агропродукции, включающий определение морфологических признаков сельскохозяйственных культур одновременно в нескольких зонах производства, их индивидуальное и непрерывное регулирование в каждой зоне производства при обнаружении отклонений морфологических параметров от требуемых, включение их в соответствующий агротехнологический процесс возделывания агрокультуры и изменение операций по уходу за сельскохозяйственными культурами [патент РФ №2423042 RU, БИ №19, 10.07.2011 г. Электронно-оптический способ регулирования технологий производства агропродукции, Авторы: A.M.Башилов, С.А.Башилов, В.А.Королев, Пожаров И.С., Соколов И.В.].A known method of regulating the technology of production of agricultural products, including determining the morphological characteristics of crops simultaneously in several production zones, their individual and continuous regulation in each production zone when detecting deviations of morphological parameters from the required ones, including them in the corresponding agrotechnological process of cultivating agricultural crops and changing operations for caring for agricultural crops [RF patent No. 2423042 RU, BI No. 19, 07/10/2011 Electronic optical method for regulating agricultural production technologies, Authors: A.M. Bashilov, S. A. Bashilov, V. A. Korolev, Pozharov I. S., Sokolov I. V.].
Наиболее близкими к предлагаемому являются способ и устройство автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур, использующие для оценки состояния и потенциала плодородия почвы, получения информации о состоянии посевов и почвы при возделывании сельскохозяйственных культур данные аэрофотосъемки сельскохозяйственных угодий и забор проб почвы в различных частях возделываемого угодья. Результаты анализа химического и минерального состава проб почвы наносят на почвенные карты поля для составления агротехнологических мероприятий по повышению плодородия почвы, согласно которым в дальнейшем производят внесение в почву необходимых объемов удобрений с целью обеспечения требуемых условий вегетации сельскохозяйственных культур [Якушев В. П. Информационные технологии, точного земледелия в России: практический опыт, экономическая эффективность и перспективы развития/Материалы Всероссийской конференции (с международным участием) «Математические модели и информационные технологии в сельскохозяйственной биологии: итоги и перспективы». 14-15 октября 2010 г., Санкт-Петербург. - СПб.: АФИ, 2010. с 62-68].Closest to the proposed are a method and device for automatic control of crop cultivation processes, using aerial photographs of agricultural land and sampling of soil in various parts of the cultivated land to assess the state and potential of soil fertility, obtain information about the condition of crops and soil during cultivation of agricultural crops. The results of the analysis of the chemical and mineral composition of soil samples are applied to soil maps of the field for compiling agrotechnological measures to increase soil fertility, according to which they subsequently make the necessary amounts of fertilizers into the soil in order to ensure the required vegetation conditions for crops [Yakushev V. P. Information Technologies, agriculture in Russia: practical experience, economic efficiency and development prospects / Materials of the All-Russian Conference (with international part): "Mathematical models and information technology in agricultural biology: results and prospects". October 14-15, 2010, St. Petersburg. - St. Petersburg: API, 2010. from 62-68].
Недостатком известного технического решения являются значительная трудоемкость и длительность процессов, необходимость использования большого числа специализированных устройств забора почвы. Кроме того, известный способ недостаточно точен, т.к. забор проб выполняют не на всем возделываемом угодье, а в его отдельных точках, а качество аэрофотосъемки зависит от технических средств ее реализации. При этом забор проб почвы выполняется устройствами, движущимися непосредственно по возделываемому угодью, вызывая деградацию почвы, травмы сельскохозяйственных культур и, как результат, снижение их продуктивности. Наиболее сложно производить забор проб почвы на полях со сплошным заполнением сельскохозяйственными культурами (посевы зерновых культур и т.п.), где забор проб движущимися по полю устройствами без травм сельскохозяйственных культур практически невыполним и его выполняют вручную. Как правило, из-за неточности данных полученный урожай может не быть оптимальным, поскольку других критериев и данных, кроме указанных в картах, при возделывании сельскохозяйственных культур не используют.A disadvantage of the known technical solution is the significant complexity and duration of the processes, the need to use a large number of specialized devices for soil collection. In addition, the known method is not accurate enough, because sampling is performed not on the whole cultivated land, but at its individual points, and the quality of aerial photography depends on the technical means of its implementation. At the same time, soil sampling is performed by devices moving directly along the cultivated land, causing soil degradation, crop injury and, as a result, a decrease in their productivity. The most difficult is to take soil samples in fields with a continuous filling with agricultural crops (cereal crops, etc.), where sampling by means of devices moving across the field without injury to crops is practically impossible and it is performed manually. As a rule, due to inaccurate data, the obtained crop may not be optimal, since other criteria and data, except for those indicated in the maps, are not used for cultivating crops.
Задачей настоящего изобретения является повышение эффективности, оперативности и сокращение стоимости процессов оценки почвенного потенциала земельных сельскохозяйственных угодий и повышение эффективности управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур с возможностью осуществлять управление процессами, в том числе в режиме реального времени.The objective of the present invention is to increase the efficiency, efficiency and cost reduction of processes for assessing the soil potential of agricultural land and increase the efficiency of the management of crop cultivation processes with the ability to control processes, including in real time.
В результате использования предлагаемого изобретения повышаются технико-экономические характеристики, эффективность процессов и устройства управления технологическими процессами в растениеводстве.As a result of the use of the invention, the technical and economic characteristics, the efficiency of processes and process control devices in crop production are improved.
Вышеуказанный технический результат достигается тем, что предлагаемый способ автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур, предусматривающий оценку состава почвы возделываемого угодья и ее продукционного потенциала по пробам почвы, контроль состояния развития сельскохозяйственных культур по видеоизображениям сельскохозяйственных культур, полученным средствами технического зрения, и техногенные воздействия на технологические процесс, взятие и доставку проб почвы и фрагментов сельскохозяйственных культур с депрессивных участков возделываемого угодья выполняют с помощью роботизированных аппаратов, при функционировании которых исключается вредное воздействие на почву и сельскохозяйственные культуры, причем оценку состава почвы и ее продукционного потенциала и контроль состояния развития сельскохозяйственных культур производят в два этапа, при этом на первом этапе оценку состава почвы и ее продукционного потенциала осуществляют сравнением видеоизображений сельскохозяйственных культур, находящихся на возделываемом угодье, и по результатам сравнения видеоизображений сельскохозяйственных культур возделываемое угодье разбивают на участки, однородные по составу почвы и ее продукционному потенциалу, а на втором этапе оценки выявляют депрессивные участки возделываемого угодья, на которых необходимы техногенные воздействия, увеличивающие продукционный потенциал почвы, и с этих депрессивных участков осуществляют доставку фрагментов сельскохозяйственных культур и проб почвы, после этого выполняют лабораторный анализ состава почвы и сельскохозяйственных культур для каждого депрессивного участка возделываемого угодья, вырабатывают и осуществляют техногенные воздействия на технологические процессы возделывания, сельскохозяйственные культуры и почву для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур на депрессивных участках возделываемого угодья.The above technical result is achieved by the fact that the proposed method for automatic control of the processes of cultivation of crops, which includes assessing the composition of the soil of the cultivated land and its production potential by soil samples, monitoring the state of development of crops by video images of crops obtained by means of technical vision, and technological impacts on technological process, sampling and delivery of soil samples and agricultural fragments crops from depressed areas of cultivated land are performed using robotic apparatus, the functioning of which eliminates the harmful effects on soil and crops, and the soil composition and its production potential and the state of development of crops are assessed in two stages, while the first stage soil composition and its production potential is carried out by comparing video images of crops located on cultivated land According to the comparison of video images of agricultural crops, the cultivated land is divided into areas that are homogeneous in soil composition and its productive potential, and at the second stage of the assessment, depressed areas of the cultivated area are identified that require technogenic impacts that increase the production potential of the soil, and from these depressive plots deliver fragments of crops and soil samples, then perform laboratory analysis of the composition of the soil and agricultural crops for each depressed plot of cultivated land, produce and carry out technogenic impacts on the technological processes of cultivation, crops and soil to increase the productivity of crops in depressed plots of cultivated land.
Технический результат достигается также тем, что в устройство автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур, содержащее лабораторно-управляющий комплекс, модуль визуального контроля состояния сельскохозяйственных культур на возделываемом угодье, введен модуль доставки фрагментов сельскохозяйственных культур с возделываемого угодья в лабораторно-управляющий комплекс, при этом в качестве модуля доставки фрагментов растений с возделываемого угодья применен беспилотный летающий аппарат, при этом модуль визуального контроля состояния сельскохозяйственных культур на возделываемом угодье, лабораторно-управляющий комплекс и модуль доставки фрагментов сельскохозяйственных культур с возделываемого угодья связаны между собой инфокоммуникационной связью.The technical result is also achieved by the fact that in the device for automatic control of the processes of cultivation of crops containing a laboratory control complex, a module for visual monitoring of the condition of crops on the cultivated field, a module for the delivery of fragments of agricultural crops from the cultivated land to the laboratory control complex is introduced, while An unmanned aerial vehicle was used as a module for the delivery of plant fragments from the cultivated land. The module control visual status of crops on arable land, laboratory control and complex delivery module fragments of crops cultivated lands interconnected infocommunications bond.
Предлагаемый способ осуществляют следующим образом. В ходе автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур оценку состава почвы и ее продукционного потенциала, контроль состояния развития сельскохозяйственных культур выполняют в два этапа:The proposed method is as follows. In the course of automatic control of the processes of cultivation of agricultural crops, an assessment of the composition of the soil and its production potential, control of the state of development of agricultural crops is carried out in two stages:
- на первом этапе в качестве источника информации о составе почвы и ее продукционном потенциале используют видеоизображения сельскохозяйственных культур, находящихся на возделываемом угодье, полученные средствами технического зрения. Видеоизображения различных участков возделываемого угодья сравнивают и по результатам сравнения видеоизображений возделываемое угодье разбивают на участки, однородные по составу почвы и ее продукционному потенциалу;- at the first stage, as a source of information about the composition of the soil and its production potential, video images of crops located on the cultivated land obtained by means of technical vision are used. The video images of the different areas of the cultivated land are compared and according to the results of the comparison of the video images, the cultivated land is divided into sections that are homogeneous in soil composition and its production potential;
- на втором этапе выявляют депрессивные участки возделываемого угодья, на которых необходимы техногенные воздействия для увеличения продукционного потенциала почвы, и с депрессивных участков доставляют фрагменты сельскохозяйственных культур и пробы почвы. Для каждого депрессивного участка возделываемого угодья производят лабораторный анализ фрагментов сельскохозяйственных культур и состава почвы и на основе результатов лабораторного анализа вырабатывают и осуществляют техногенные воздействия на сельскохозяйственные культуры и почву.- at the second stage, depressed areas of cultivated land are identified that require technogenic impacts to increase the production potential of the soil, and fragments of crops and soil samples are delivered from depressed areas. For each depressed plot of cultivated land, laboratory analysis of crop fragments and soil composition is performed and, based on the results of laboratory analysis, anthropogenic impacts on crops and soil are developed and implemented.
Получение видеоизображений сельскохозяйственных культур, доставку фрагментов сельскохозяйственных культур и проб почвы с депрессивных участков возделываемого угодья обеспечивают с помощью роботизированных аппаратов, при функционировании которых исключается вредное воздействие на почву и сельскохозяйственные культуры.Obtaining video images of crops, the delivery of fragments of crops and soil samples from depressed areas of the cultivated land is provided using robotic devices, the functioning of which eliminates the harmful effects on the soil and crops.
Структурная схема реализации предлагаемого способа автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур приведена на чертеже, на котором представлена общая схема устройства.The structural diagram of the implementation of the proposed method for automatic control of the processes of cultivation of crops is shown in the drawing, which shows a general diagram of the device.
Устройство автоматического управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур включает лабораторно-управляющий комплекс 1, модуль визуального контроля 2 состояния сельскохозяйственных культур на возделываемом угодье 3, модуль доставки 4 фрагментов сельскохозяйственных культур с возделываемого угодья 3 в лабораторно-управляющий комплекс 1. Модуль визуального контроля 2 состояния сельскохозяйственных культур на возделываемом угодье 3, лабораторно-управляющий комплекс 1 и модуль доставки 4 фрагментов сельскохозяйственных культур с возделываемого угодья 1 связаны между собой средствами инфокоммуникационной связи 5. На чертеже поз.6 обозначен исполнительный рабочий агрегат реализации агропроцессов, а поз. 7 - участки возделываемого угодья 3, однородные по составу почвы и ее продукционному потенциалу. В качестве модуля доставки 4 фрагментов сельскохозяйственных культур с возделываемого угодья 3 применен беспилотный летающий аппарат. Модуль визуального контроля 2 установлен на модуле доставки 4 фрагментов сельскохозяйственных культур.The device for automatic control of crop cultivation processes includes a laboratory control complex 1, a
Устройство работает следующим образом.The device operates as follows.
В ходе возделывания сельскохозяйственных культур модуль доставки 4 в заданное технологическим процессом время осуществляет облет возделываемого угодья 3 и с помощью модуля визуального контроля 2 выполняет съемку сельскохозяйственных культур. Полученные видеоизображения сельскохозяйственных культур по средствам инфокоммуникационной связи 5 передают в лабораторно-управляющий комплекс 1, где по видеоизображениям сельскохозяйственных культур сравнивают различные участки возделываемого угодья 3 и по результатом сравнения видеоизображений возделываемое угодье 3 разбивают на участки 7, однородные по составу почвы и ее продукционному потенциалу. С каждого депрессивного участка 7 возделываемого угодья 3 доставляют фрагменты сельскохозяйственных культур и пробы почвы и для каждого депрессивного участка 7 возделываемого угодья 3 производят лабораторный анализ развития сельскохозяйственных культур и химического и минерального состава почвы. На основе результатов лабораторного анализа развития сельскохозяйственных культур и химического и минерального состава почвы для каждого депрессивного участка 7 вырабатывают и осуществляют техногенные воздействия на сельскохозяйственные культуры и почву для повышения продуктивности сельскохозяйственных культур 3 на депрессивных участках 7 возделываемого угодья с использованием модуля доставки 4 фрагментов сельскохозяйственных культур.During the cultivation of crops, the delivery module 4 at a time specified by the technological process circulates the cultivated
Существующие технологии поставки образцов почвы с возделываемого угодья требуют использования транспортных средств, травмирующих почву и сельскохозяйственные культуры. Например, при возделывании пшеницы снижение урожая в отдельных случаев может достигать 0,1%, что при промышленном производстве в денежном выражении существенно. При использовании предлагаемых способа и устройства эти потери полностью исключены, диагностика полей осуществляется более точно и оперативно.Existing technologies for the supply of soil samples from cultivated land require the use of vehicles that injure the soil and crops. For example, when cultivating wheat, the decrease in yield in some cases can reach 0.1%, which is significant in industrial terms in monetary terms. When using the proposed method and device, these losses are completely eliminated, field diagnostics are carried out more accurately and efficiently.
Применение предлагаемых способа и устройства повышает эффективность процессов оценки почвенного потенциала земельных сельскохозяйственных угодий, эффективность управления процессами возделывания сельскохозяйственных культур в режиме реального времени. При этом получение информации, забор проб почвы осуществляют в автоматическом режиме без травмирования сельскохозяйственных культур и почвы.The application of the proposed method and device increases the efficiency of processes for assessing the soil potential of agricultural land, the effectiveness of the management of crop cultivation processes in real time. In this case, obtaining information, sampling soil is carried out automatically without injuring crops and soil.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156362/13A RU2538997C2 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method and device of automatic control of processes of crop growing |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012156362/13A RU2538997C2 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method and device of automatic control of processes of crop growing |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2012156362A RU2012156362A (en) | 2014-06-27 |
RU2538997C2 true RU2538997C2 (en) | 2015-01-10 |
Family
ID=51216126
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012156362/13A RU2538997C2 (en) | 2012-12-25 | 2012-12-25 | Method and device of automatic control of processes of crop growing |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2538997C2 (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617340C2 (en) * | 2015-05-27 | 2017-04-24 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method and device for cultivating agricultural crops in managed areas |
RU2725482C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-07-02 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method and device for automatic control of agricultural crops cultivating |
US11809466B1 (en) | 2022-08-08 | 2023-11-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatuses and methods for lawncare assessment at a location |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN108898323A (en) * | 2018-07-16 | 2018-11-27 | 黑龙江工业学院 | The point-to-point delivery system and method for vegetables growing way intelligent monitoring formula under physical technique |
CN111680925A (en) * | 2020-06-10 | 2020-09-18 | 重庆市国土整治中心 | Method for evaluating cultivated land productivity |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2228607C1 (en) * | 2002-10-09 | 2004-05-20 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия | Method for controlling of productive processes on cultivation of winter cereal crops under dry climate conditions |
RU2424540C2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-07-20 | Государственное учреждение Научный центр проблем аэрокосмического мониторинга - ЦПАМ "АЭРОКОСМОС" | Method of determining parameters of state of vegetative ground cover from multispectral aerospace probing data |
-
2012
- 2012-12-25 RU RU2012156362/13A patent/RU2538997C2/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2228607C1 (en) * | 2002-10-09 | 2004-05-20 | Волгоградская государственная сельскохозяйственная академия | Method for controlling of productive processes on cultivation of winter cereal crops under dry climate conditions |
RU2424540C2 (en) * | 2009-10-06 | 2011-07-20 | Государственное учреждение Научный центр проблем аэрокосмического мониторинга - ЦПАМ "АЭРОКОСМОС" | Method of determining parameters of state of vegetative ground cover from multispectral aerospace probing data |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
БЕРЕСТОВСЬКИЙ В.Г. и др. Iнформацiйне забезпечення управлiння агроекологiчними системами //Материалы IV Междунар.науч.-произв.конф."Селекция,экология,технологии возделывания и перераб.нетрадиц.растений", Симферополь, 1996, с. 177-179 * |
ЯКУШЕВ В.П. Информационные технологии точного земледелия в России: практический опыт, экономическая эффективность и перспективы развития //Материалы Всероссийской конференции (с международным участием) "Математические модели и информационные технологии в сельскохозяйственной биологии: итоги и перспективы" /Сиб. физ.-техн. ин-т аграр. проблем Россельхозакадемии, Санкт-Петербург, 2010, c. 62-68; . * |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2617340C2 (en) * | 2015-05-27 | 2017-04-24 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение "Федеральный научный агроинженерный центр ВИМ" (ФГБНУ ФНАЦ ВИМ) | Method and device for cultivating agricultural crops in managed areas |
RU2725482C1 (en) * | 2019-06-14 | 2020-07-02 | Открытое акционерное общество "Авангард" | Method and device for automatic control of agricultural crops cultivating |
US11809466B1 (en) | 2022-08-08 | 2023-11-07 | Honda Motor Co., Ltd. | Apparatuses and methods for lawncare assessment at a location |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
RU2012156362A (en) | 2014-06-27 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2538997C2 (en) | Method and device of automatic control of processes of crop growing | |
CA3086213C (en) | Capture of ground truthed labels of plant traits method and system | |
US11601587B2 (en) | System and method for monitoring plants in plant growing areas | |
JPWO2020044480A1 (en) | Server device of crop growth stage judgment system, growth stage judgment method and program | |
EP3369037A1 (en) | Method and information system for detecting at least one plant planted on a field | |
Zhang et al. | EPSA-YOLO-V5s: A novel method for detecting the survival rate of rapeseed in a plant factory based on multiple guarantee mechanisms | |
CN114694047A (en) | Corn sowing quality evaluation method and device | |
Day | Engineering advances for input reduction and systems management to meet the challenges of global food and farming futures | |
RU2558225C2 (en) | Method and device of operational impact on technological processes of cultivation of crops | |
Arora et al. | Automated dosing system in hydroponics with machine learning | |
Lei et al. | Technologies and Equipment of Mechanized Blossom Thinning in Orchards: A Review | |
JP6483072B2 (en) | Agricultural machines | |
RU2617340C2 (en) | Method and device for cultivating agricultural crops in managed areas | |
Tangwongkit et al. | Development of a real-time, variable rate herbicide applicator using machine vision for between-row weeding of sugarcane fields | |
Okamoto et al. | Field applications of automated weed control: Asia | |
CN101923319A (en) | Smart monitor system for crops cultivated in protected facilities based on hyperspectral remote sensing technology | |
Moghaddam et al. | Developing a selective thinning algorithm in sugar beet fields using machine vision system | |
RU2704142C1 (en) | Device and method of unmanned aerial technology control of agricultural objects in ecosystems | |
CN104062209A (en) | Test bed device and method for testing fertilizer pesticide injection and dispersion mechanism | |
de Groot | ADOPTION OF PRECISION AGRICULTURE TECHNOLOGIES | |
US11921493B2 (en) | Systems and methods for real-time measurement and control of sprayed liquid coverage on plant surfaces | |
CN113008890B (en) | Unmanned aerial vehicle hyperspectral-based cotton leaf nitrogen content monitoring method and system | |
CN115578641B (en) | Crop eradication progress monitoring method and device, electronic equipment and storage medium | |
Sowmyashree et al. | A survey on smart soil analysis and predicting the irrigation using IOT a literature survey and review paper | |
Lakshmi et al. | Plant phenotyping through Image analysis using nature inspired optimization techniques |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20141226 |