RU2740543C1 - Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle - Google Patents
Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle Download PDFInfo
- Publication number
- RU2740543C1 RU2740543C1 RU2020121288A RU2020121288A RU2740543C1 RU 2740543 C1 RU2740543 C1 RU 2740543C1 RU 2020121288 A RU2020121288 A RU 2020121288A RU 2020121288 A RU2020121288 A RU 2020121288A RU 2740543 C1 RU2740543 C1 RU 2740543C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- laser
- processing
- hexacopter
- frame
- aerial vehicle
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- A—HUMAN NECESSITIES
- A01—AGRICULTURE; FORESTRY; ANIMAL HUSBANDRY; HUNTING; TRAPPING; FISHING
- A01G—HORTICULTURE; CULTIVATION OF VEGETABLES, FLOWERS, RICE, FRUIT, VINES, HOPS OR SEAWEED; FORESTRY; WATERING
- A01G7/00—Botany in general
- A01G7/04—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth
- A01G7/045—Electric or magnetic or acoustic treatment of plants for promoting growth with electric lighting
Abstract
Description
Изобретение относится к области сельского хозяйства и может быть использовано для обработки сельскохозяйственных и лесных насаждений лазерным излучением.The invention relates to the field of agriculture and can be used for processing agricultural and forest plantations with laser radiation.
Известен способ промышленного возделывания сельскохозяйственных культур с использованием лазерного облучения, в котором при помощи специальной рамки лазерную установку навешивают на транспортное средство (трактор), от бортовой сети которого (аккумулятор 12 В) осуществляют питание. Облучение посевов производится при движении трактора по периметру поля или технологической колее (диаметр действия лазерного луча до 800 м). (RU№240663, А01С 1/00, опуб.27.11.2004, Бюл. №33).There is a known method of industrial cultivation of agricultural crops using laser irradiation, in which, using a special frame, the laser installation is hung on a vehicle (tractor), from the on-board network of which (12 V battery) is supplied. Irradiation of crops is carried out when the tractor moves along the perimeter of the field or tramline (the diameter of the laser beam is up to 800 m). (RU No. 240663, А01С 1/00, publ. 27.11.2004, bull. No. 33).
Основными недостатками изобретения являются обработка не всей поверхности растений, а отдельных секторов с темновыми паузами после каждого поворота зеркала на 180°, а также высокозатратность, трудоемкость и громоздкость травмирующая растения.The main disadvantages of the invention are the processing not of the entire surface of the plants, but of individual sectors with dark pauses after each rotation of the mirror by 180 °, as well as the high cost, laboriousness and bulkiness of injuring plants.
Наиболее близким по своей сущности и взятым в качестве прототипа является способ авиационной лазерной обработки растений в период вегетации, включающий доставку летательного аппарата к месту обработки растений, отличающийся тем, что используют бесплотный летательный аппарат с закрепленным на нем блоком лазера, с блока управления в память беспилотного летательного аппарата заносят данные о траектории и параметрах полета, производят привязку беспилотного летательного аппарата к местности в месте обработки поля и осуществляют лазерную обработку выбранного поля сканирующим кадровым лазерным излучением в виде прямоугольного светового пятна размером 50×1 метр с высоты полета 15 метров, после осуществления обработки беспилотный летательный аппарат возвращается в точку взлета. (RU №2637663, Способ авиационной лазерной обработки растений в период вегетации / Даниловских М.Г., Винник Л.И., Степанов В.М., A01G 1/00, 06.12.2017, Бюл. №34).The closest in essence and taken as a prototype is the method of aviation laser treatment of plants during the growing season, including the delivery of an aircraft to the place of processing plants, characterized in that they use a disembodied aircraft with a laser unit attached to it, from the control unit to the memory of the unmanned of the aircraft, data on the trajectory and flight parameters are entered, the unmanned aerial vehicle is tied to the terrain at the place of processing the field and laser processing of the selected field is carried out by scanning personnel laser radiation in the form of a rectangular light spot 50 × 1 meter in size from a flight height of 15 meters, after processing the unmanned aerial vehicle returns to the take-off point. (RU No. 2637663, Method of aviation laser treatment of plants during the growing season / Danilovskikh M.G., Vinnik L.I., Stepanov V.M., A01G 1/00, 06.12.2017, Bull. No. 34).
Основным недостатком изобретения является маленькая площадь обработки 1 гектар и длительное время обработки 14 минут.The main disadvantage of the invention is the small processing area of 1 hectare and the long processing time of 14 minutes.
Задачей предлагаемого изобретения является увеличение площади обработки и сокращение времени обработки.The objective of the present invention is to increase the processing area and reduce the processing time.
Технический результат - увеличение площади и сокращение времени обработки за счет применения на БПЛА оптомеханического блока лазерной кадровой развертки. Формируемый оптомеханическим блоком лазерной кадровой развертки прямоугольный кадр, максимальный размер которого 350×350 метров с высоты полета 10 метров позволяет обработать максимальную площадь в 12 гектар за время 30 секунд.The technical result is an increase in the area and a reduction in processing time due to the use of an optomechanical unit of a laser frame scan on the UAV. A rectangular frame formed by an optomechanical laser frame scanning unit, the maximum size of which is 350 × 350 meters from a flight altitude of 10 meters, allows to process a maximum area of 12 hectares in 30 seconds.
Поставленная задача достигается тем, что в способе лазерной обработки растений с беспилотного летательного аппарата, включающем доставку беспилотного летательного аппарата с закрепленным на нем блоком к месту обработки растений и занесение в его память данных, в качестве беспилотного летательного аппарата используют гексакоптер типа Gaia 160AG NO FC с установленным на нем оптомеханическим блоком двухкоординатной сканирующей лазерной кадровой развертки, в память гексакоптера заносят координаты привязки к местности и устанавливают размер окна излучения оптомеханического блока кадровой развертки под заданную площадь обработки, после входа в рабочую точку, расположенную в середине поля на высоте 10 метров, гексакоптер зависает и в течение 30 секунд выполняет лазерную обработку сканирующим кадровым лазерным излучением в виде прямоугольного светового кадра, максимальный размер которого 350×350 метров, после осуществления обработки программа отключает лазер блока кадровой развертки и возвращает гексакоптер в точку взлета.The task is achieved by the fact that in the method of laser processing of plants from an unmanned aerial vehicle, including the delivery of an unmanned aerial vehicle with a unit attached to it to the place of processing plants and entering data into its memory, a Gaia 160AG NO FC hexacopter is used as an unmanned aerial vehicle with the location coordinates are entered into the memory of the hexacopter and the size of the radiation window of the optomechanical frame scan unit is set for the specified processing area, after entering the operating point located in the middle of the field at a height of 10 meters, the hexacopter freezes and within 30 seconds performs laser processing with scanning frame laser radiation in the form of a rectangular light frame, the maximum size of which is 350 × 350 meters, after processing the program turns off the laser of the frame scanner and returns the hexacopter is at the take-off point.
В качестве БПЛА используется гексакоптер модели «Gaia 160AG NO FC Combo», время полета с одним аккумулятором 60 минут, взлетный вес 23 кг. На гексакоптер к интегрированному подвесу крепится двухкоординатный блок сканирующей лазерной кадровой развертки. В блоке формируется сканирующая кадровая развертка лазерного излучения в виде прямоугольного или квадратного светового пятна с максимальным размером 350×350 метров. На блоке предусмотрена регулировка раскрыва (размера) окна излучения, что дает возможность для регулировки обрабатываемой площади от 0 до 12 гектар. Лазерная обработка осуществляется с высоты полета 10 метров.A Gaia 160AG NO FC Combo hexacopter is used as a UAV, the flight time with one battery is 60 minutes, the take-off weight is 23 kg. A two-coordinate scanning laser frame scan unit is attached to the integrated gimbal on the hexacopter. The block forms a scanning frame scan of laser radiation in the form of a rectangular or square light spot with a maximum size of 350 × 350 meters. The block provides for adjustment of the aperture (size) of the radiation window, which makes it possible to adjust the treated area from 0 to 12 hectares. Laser processing is carried out from a flight height of 10 meters.
Место нахождения поля, его конфигурация и площадь определяются заранее. На основании этих данных оператор с клавиатуры блока управления заносит в память гексакоптера траекторию и параметры полета: скорость полета, высота и конечная точка маршрута.The location of the field, its configuration and area are determined in advance. Based on these data, the operator from the control unit keyboard enters the trajectory and flight parameters into the hexacopter's memory: flight speed, altitude and final point of the route.
Затем оператор на автомобиле осуществляет доставку гексакоптера вместе с блоком лазера к месту обработки растений. По прибытии к месту обработки оператор с клавиатуры блока управления заносит в память гексакоптера координаты привязки к местности (начальной точки обработки поля) и устанавливает размер окна излучения блока кадровой развертки под заданную площадь обработки. Полет гексакоптера проходит полностью в автономном режиме. После входа в рабочую точку и набора нужной высоты: середина поля на высоте 10 метров, гексакоптер зависает и в течении 30 секунд выполняет лазерную обработку. Выполнив обработку программа отключает лазер блока кадровой развертки и возвращает гексакоптер в точку взлета.Then the operator by car delivers the hexacopter together with the laser unit to the plant processing site. Upon arrival at the processing site, the operator from the control unit keyboard enters the coordinates of the location (the starting point of the field processing) into the hexacopter's memory and sets the size of the radiation window of the vertical scan unit for the specified processing area. The flight of the hexacopter is completely autonomous. After entering the operating point and reaching the desired height: the middle of the field at a height of 10 meters, the hexacopter hovers and performs laser processing within 30 seconds. Having completed the processing, the program turns off the laser of the frame scanner and returns the hexacopter to the takeoff point.
По сравнению с прототипом время обработки сокращено с 14 минут до 30 секунд.Compared to the prototype, the processing time has been reduced from 14 minutes to 30 seconds.
На фиг. 1 схематично показан способ лазерной обработки картофеля в период вегетации на поле площадью в 10 гектар с гексакоптера.FIG. 1 schematically shows a method for laser processing of potatoes during the growing season in a field of 10 hectares from a hexacopter.
Пример. В качестве исходного материала для опыта был взят картофель сорта «Весна белая» раннего созревания как один из основных овощных культур, районированных в Северо-Западном регионе.Example. As a starting material for the experiment, we took early ripening potatoes of the Vesna Belaya variety as one of the main vegetable crops zoned in the North-West region.
Стимуляция картофеля лазерным излучением производилась в ночное время с 2400- до 100- часа, обрабатывалось поле в 1 гектар с высоты 10 метров однократно в период вегетации в фазу появления листьев. Результат обработки вегетирующих растений картофеля показал достоверное повышение полевой всхожести картофеля в среднем на 1,7%, к контролю. Сохранность взошедших растений к уборке при этом возрастала на 2,0%.Stimulation potato laser irradiation was performed at night with 24 00 - 1 00 - hours, treated with 1 hectare of a field from a height of 10 meters in a single growing season in phase leaves appear. The result of treatment of vegetative potato plants showed a significant increase in field germination of potatoes by an average of 1.7% compared to control. The safety of the emerged plants for harvesting increased by 2.0%.
Выросшие растения отличались более интенсивным развитием надземной массы и ассимиляционной поверхности листьев. Масса ботвы была на 13,6-24,6%, больше, чем в контроле; площадь листьев в расчете на 1 га - на 22,3-24,9 больше, чем в контроле.The grown plants were distinguished by the more intensive development of the aboveground mass and the assimilation surface of the leaves. The mass of tops was 13.6-24.6%, more than in the control; leaf area per 1 ha - 22.3-24.9 more than in the control.
Ранние всходы, лучшее развитие надземной массы, формирование большей листовой поверхности обеспечивали повышение продуктивности, а в итоге оказали существенное влияние на урожайность картофеля. Так, лазерная стимуляция увеличивала урожайность клубней на 26,9-30,7% по сравнению с контролем.Early sprouting, better development of the aboveground mass, the formation of a larger leaf surface ensured an increase in productivity, and as a result, had a significant impact on potato productivity. Thus, laser stimulation increased the yield of tubers by 26.9-30.7% compared to the control.
Таким образом, стимуляция вегетирующих растений картофеля сорта «Весна белая» низкоинтенсивным лазерным излучением во время вегетации является эффективным приемом повышения урожайности картофеля на 3,51-6,19 т/га по сравнению с контролем 24,75%.Thus, the stimulation of growing plants of potato varieties "Vesna Belaya" with low-intensity laser radiation during the growing season is an effective method of increasing potato yield by 3.51-6.19 t / ha compared to the control 24.75%.
Данный способ способствует стимулированию развития растений на начальных этапах вегетации и как следствие в более поздних этапах роста. Вместе с тем такой способ обработки дает значительное повышение сохранности корнеплодов без дополнительных капиталовложений в овощехранилище.This method helps to stimulate the development of plants in the early stages of the growing season and, as a consequence, in the later stages of growth. At the same time, this method of processing gives a significant increase in the safety of root crops without additional investment in vegetable storage.
Данный способ опробован в 2019 г на овощном опытном участке крестьянско-фермерском хозяйстве «Ермолино» Новгородской области.This method was tested in 2019 on a vegetable experimental plot of the Ermolino peasant farm in the Novgorod region.
Изобретение повышает эффективность обработки и позволяет повысить урожайность при снижении затрат на химическую обработку.The invention increases the efficiency of processing and allows you to increase the yield while reducing the cost of chemical processing.
Claims (1)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121288A RU2740543C1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2020121288A RU2740543C1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2740543C1 true RU2740543C1 (en) | 2021-01-15 |
Family
ID=74183811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2020121288A RU2740543C1 (en) | 2020-06-22 | 2020-06-22 | Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2740543C1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215249U1 (en) * | 2021-10-15 | 2022-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "НовБиотех" | DEVICE FOR PROCESSING AGRICULTURAL LAND PLOTS BY LASER RADIATION |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634104C2 (en) * | 2016-03-01 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Unmanned robot for plant laser treatment |
RU2637663C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-12-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" | Method of aviation laser treatment of plants in vegetation period |
WO2018203337A1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Arugga A.I Farming Ltd | Plant treatment systems and methods |
US20190098842A1 (en) * | 2016-07-26 | 2019-04-04 | Sensor Electronic Technology, Inc., | Radiation-Based Mildew Control |
-
2020
- 2020-06-22 RU RU2020121288A patent/RU2740543C1/en active
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2634104C2 (en) * | 2016-03-01 | 2017-10-23 | Федеральное государственное бюджетное научное учреждение Всероссийский научно-исследовательский институт механизации сельского хозяйства (ФГБНУ ВИМ) | Unmanned robot for plant laser treatment |
US20190098842A1 (en) * | 2016-07-26 | 2019-04-04 | Sensor Electronic Technology, Inc., | Radiation-Based Mildew Control |
RU2637663C1 (en) * | 2016-08-01 | 2017-12-06 | федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Новгородский государственный университет имени Ярослава Мудрого" | Method of aviation laser treatment of plants in vegetation period |
WO2018203337A1 (en) * | 2017-05-04 | 2018-11-08 | Arugga A.I Farming Ltd | Plant treatment systems and methods |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU215249U1 (en) * | 2021-10-15 | 2022-12-06 | Общество с ограниченной ответственностью "НовБиотех" | DEVICE FOR PROCESSING AGRICULTURAL LAND PLOTS BY LASER RADIATION |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2702086C1 (en) | Method for increasing crop yield and quality of salad crops in closed agrobiotechnological systems | |
JP6737535B2 (en) | Robot vehicles and methods of using robots for automated processing of plant organisms | |
EP1387611A1 (en) | Method and system for volume-specific treatment of ground and plants | |
CN111771149A (en) | Method and device for stimulating the growth of grapevines, grapevines re-plantings or crops | |
US4333266A (en) | Viticultural process and vine-dressing machine | |
Kurtural et al. | Mechanization of pruning, canopy management, and harvest in winegrape vineyards | |
RU157023U1 (en) | ROTARY MOWER-GRINDER | |
RU2740543C1 (en) | Method for laser treatment of plants with unmanned aerial vehicle | |
RU2015112689A (en) | The method of arable soil content in the rows of perennial plantings | |
Adelana | Effect of staking on growth and yield of tomatoes | |
JP2011205962A (en) | Method for preventing weed and device for preventing weed | |
RU2637663C1 (en) | Method of aviation laser treatment of plants in vegetation period | |
RU2698657C1 (en) | Sweet cherry growing method on hydroponics | |
TWI687154B (en) | Device for elimination of grass seeds on farm | |
Dalal et al. | Agrometeorological-heat and energy use of Kinnow Mandarin (Citrus nobilis Lour* Citrus deliciosa Tenore) | |
US4327521A (en) | System for increasing the growth potential of hedge-row cultured perennial crop plants | |
Birsan et al. | General aspects of the extreme meteorological phenomenon: Hail | |
JPH0351370B2 (en) | ||
Muhammad et al. | Partial economic analysis of Irish potato production under Kebbi State agroecological conditions | |
RU2806580C1 (en) | Method of obtaining own-rooted cherry plants that begin to bear fruit early | |
RU2750877C1 (en) | Method for treating small agricultural areas of vegetative plants | |
RU2086105C1 (en) | Method for changing climate and forestation conditions | |
RU2786667C1 (en) | Method for growing garden strawberries in the zone of risky farming | |
RU2714705C1 (en) | Forest restoration method | |
RU2805506C1 (en) | Method for controlling weed plant sosnowsky's hogweed (heracleum sosnowskyi) |