Данная статья посвящена возможностью применения беспилотных летательных аппаратов (дронов) в сельском хозяйстве. Приведены конструкционные и технические характеристики наиболее распространенной модели дронов. Обозначены направления их применения.
Ключевые слова:дрон, сельское хозяйство, корректировка, конструкция, оперирование
This article is devoted to the possibility of application of unmanned aerial vehicles (drones) in agriculture. Are the structural and technical characteristics of the most common model drones. The directions of their application.
Keywords: Dron, agriculture, adjustment, design, operation.
Дрон — мобильный, автономный аппарат, запрограммированный на выполнение каких-либо задач [1].
Дроны представляют собой разновидность летающих роботов с возможностью передачи частичного [2], либо полного управления человеку. Впервые подобные роботы применялись в 1983 году армией США, где от них требовались задачи нахождения баз, лучших путей отхода или глубокая разведка. Применение дронов, таким образом, помогло сохранить множество жизней, и минимизировать ущерб в боевых действиях [3].
Однако время идет, и теперь подобные технологии становятся общедоступными для множества потребителей, и соответственно к дронам начинают предъявлять более специфичный спектр задач. В наши дни они применяются спасателями в случае чрезвычайных ситуаций, после катастроф, если необходимо провести осмотр больших территорий, для поиска выживших. Также с помощью них производится съемка объектов, погрузо-разгрузочные работы на больших высотах, где затруднен проход человека [4].
Применение их в сельском хозяйстве, также имеет свой потенциал. Для примера, рассмотрим конструкцию и технические характеристика наиболее распространенного на данное время дрона модели AR.Drone 2.0.
Конструкция его (Рис.1) как и любого летающего дрона, представляет из себя, защитный кожух 1, внутри которого находится бортовая ЭВМ с датчиками положения, системой управления и собственным программным обеспечением, доступным для корректировки. Для маневрирования в воздухе, и набора высоты дрон использует винты 2, количество и мощность которых варьируется в зависимости от модификации. Чтобы человек-оператор мог получать сигналы от дрона, и корректировать его движение, робот снабжен web-камерой 3 и системой беспроводного соединения компьютером оператора, радиус взаимодействий которых также может варьироваться. Чтобы предотвратить поломку винтов, имеется защитный корпус 4 [5]. Для того чтобы дрон мог захватывать и перетаскивать вещи, имеются крепежные элементы 5 находящиеся под защитным кожухом.
Рис. 1. AR.Drone 2.0
Представленный дрон имеет следующие интересующие нас технические характеристики (таблица 1).
Таблица 1
Технические характеристики AR.Drone 2.0
|
Характеристика |
Значение |
|
Максимальная скорость полета, км/ч. |
18 |
|
Масса, кг. |
0,89 |
|
Размеры, см. |
52,5х51,5 |
|
Радиус работы беспроводной связи, м. |
110 |
|
Максимальный переносимый груз, кг. |
8 |
|
Емкость аккумулятора, А*ч. |
1000 |
Естественно, данные характеристики могут варьироваться в зависимости от конструкции. Дрону свойственно и автоматическое управление. На рисунке 2 приведены примеры траекторий полета робота, который он может выполнять без участия оператора, ориентируясь лишь на собственную систему управления, и собственный выбор возможности преодоления преграды, либо выполнения задания [6].
Рис. 2. Возможные виды траекторий движения дрона при автоматическом управлении
В итоге, после приведенной информации применение дронов в сельском хозяйстве может представляться в следующем:
1) Картографическая съемка местности. Более быстродоступная и менее дорогая, чем спутниковая съемка.
2) Распыление химических веществ над локальными территориями сельскохозяйственного назначения. Более точное, чем обработка полей с помощью сельскохозяйственной авиации.
3) Быстрое оперирование грузами. Доставка инструментов, семян и прочих предметов определенного веса, не учитывая сложности ландшафта.
Таким образом, были обозначены ряд направлений применения дронов. Их необходимые характеристики, и более конкретные способы применения будут рассчитаны и описаны в последующих статьях.
Литература:
1. Кулешов В. С., Лакота Н. А. Дистанционно управляемые роботы и манипуляторы. М.: Машиностроение, 1986.
2. Лесков А. Г., Илларионов В. В., Лескова С. М., Полухин В. И. Разработка функционально-моделирующих стендов для подготовки операторов космических манипуляционных роботов // Тез. докл. 6-й МНТК “Пилотируемые полеты в космос”, Звездный городок, 2005. С. 179–180.
3. Медведев В. С., Лесков А. Г., Ющенко А. С. Системы управления манипуляционных роботов. М.: Наука, 1978.
4. Егоров И. Н., Жигалов Б. А., Кулешов В. С. Проектирование следящих систем двустороннего действия. М.: Машиностроение, 1980.
5. Nohmi M.,Bock T. Contact task by force feedback teleoperation under communication time delay. Human-robot interaction. Ed. by Nilanjan Sarkar, Itech Education and Publishing, Vienna, Austria, 2007. Р. 522.
6. Алферов Г. В., Кулаков Ф. М., Нечаев А. И., Чернакова С. Э. Информационные системы виртуальной реальности в мехатронике и робототехнике. СПб.: СОЛО, 2006.
