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大疆农业无人机AI 人工智能时代果树精准防疫从设想变成了现实

2019-04-13 09:09:23 柑橘树

【大疆农业无人机AI 人工智能时代果树精准防疫从设想变成了现实】中国的初创企业利用无人机和人工智能(AI)为农业革命播下种子,早在2009年,贾斯汀-巩和一群他称之为“极客”的朋友就设计了他们的第一架无人机。对于当时只有21岁的他来说,无人机原型奠定了日后成功的基础。10年后,巩已是一家专注无人机的初创企业副总裁。

作为第一大产业,农业中的新技术应用一直是众多科研机构和科技公司探索的重要课题。人们花费多年时间让收割机代替了镰刀,而无人机代替人力喷药壶需要多久?4 月 9 日,在江西赣州的信丰县,大疆创新与中国农科院植物保护研究所共同发布了植保无人机田间实验报告,并展示了最新无人机「果树模式」。

这是大疆新版农业无人机的第一次公开作业展示。「人工智能时代果树精准防疫已经从设想变成了现实。」大疆创新公关总监谢阗地在发布会上表示。

大疆农业无人机AI 人工智能时代果树精准防疫从设想变成了现实

本次活动上,中国农科院植保所首次发布了 2018 年的大疆植保无人机 MG-1P 田间试验报告。2018 年,双方签署合作协议,共建农业无人机联合实验室,在黑龙江虎林玉米种植区、辽宁开原榛子种植区、阿克苏核桃种植区、山西运城小麦种植区等 9 个区域进行了 MG-1P 的一系列测试。

这份报告显示在防治小麦后期的蚜虫测试中,相比背负式电动喷雾器、自走式喷杆喷雾机,MG-1P 植保无人机低空低容量喷雾技术的农药沉积量多,农药利用率高。与传统的大容量喷雾方式相比,在同样的防治效果下具有省时、省水、省药的效果

报告同时还测试了 MG-1P 在水稻、玉米、核桃、柑橘、桃树、榛子树、马铃薯等作物上的最佳作业参数。

研究人员使用大疆无人机进行农药喷洒作业,对比农民自走、高压喷枪、常规机械等方式,」中国农业科学植物保护研究所研究员秦会珠在发布会上介绍道。「从总体上可以看出,无人机与人类作业的效果差异并不显著,但耗时大大减少,同时对于水、农药的利用率有很大提升。我们可以看出无人机喷雾的技术可以替代部分地面作用方式,并取得很好的效果。」

而在昨天的展示中,大疆拿出了更为先进的 T16「第二代植保无人机」。

全自动运行

让无人机自动喷洒农药,听起来像是一个技术含量很高的过程。但在现场演示中大疆告诉我们:操作起来非常简单。首先使用一台精灵 4 RTK 航测无人机在农田上空飞一圈自动拍摄高清照片,随后将数据传入一台笔记本电脑进行本地处理;大疆智图软件会进行 3D 建模和 AI 路线规划,然后把数据卡插到 T16 无人机上,它们就可以按照已算好的路线自动进行喷洒作业了。

大疆表示,无人机现在已经可以在不规则的果园里进行全自动作业,自动避开建筑物、池塘和电线等障碍,整个过程完全不需要人工干预。

在整个作业过程中,无人机飞手大部分的时间是在准备下一轮喷洒的农药,而不是跟随无人机进行操作,这大大提升了工作效率。

大疆本次展示的 T16 是目前国内首款将三维场景重建、地图语义识别两项 AI 技术实现应用落地的植保无人机。在果树场景下作业,通过航测规划,大疆智图(Terra)的导入与处理后,就可以实现对作业场景的识别,果树、建筑物、电线杆、河流,空地等细节均不会遗漏。

在完成作业场景识别,生成 3D 航线后,T16 就能根据规划航线进行自动飞行作业,相比传统的整片作业区域均匀喷洒模式,无人机可以节省 30% 农药和水的使用量。

针对果园场景中,果树种类多样、高矮不一,地形情况复杂,草丛与密集的果树在远距离俯瞰视角下容易混淆,难以区分的问题。T16 果树模式的背后,是基于卷积神经网络的深度学习系统,其采用三维点云切片与三维特征融合技术,可在复杂场景中正确识别多种物体。为了进一步实用化,大疆利用神经网络量化技术,对网络模型进行深度压缩,使得深度学习模型可以在一台笔记本上进行快速推理。

据介绍,目前这套系统已经通过了超过 30 万张的果树图片训练,能够在不到 1 分钟的时间内完成 200 亩地的全环境识别。识别的果树类型达到了 20 种,包括苹果、柑橘、芒果、香蕉、火龙果等等。果树识别准确率达到了 95%。

大疆农业无人机AI 人工智能时代果树精准防疫从设想变成了现实

在喷洒作业中,一名飞手最多可以让五架 T16 无人机同时起飞工作。

在大多数的果园中,果树的种植都是分布不均匀,而且因为树龄差别,树高也有一定的差异。果园中也经常会有建筑物、电线杆,池塘等障碍,这位无人机的工作带来了很大挑战。大疆无人机「果树模式」的出现无疑会是农业无人机市场的一次变革。

果树模式

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