Устройство и способ беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах

Изобретение относится к области полевого растениеводства и может быть использовано при производстве сельхозпродукции. Устройство беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах (1) включает лабораторно-управляющий комплекс (2), модуль визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме (4), блок передачи информации (3), беспилотный летающий аппарат (5), наземные технологические рабочие агрегаты (7). При этом в устройство (1) введен второй беспилотный летающий аппарат, оснащенный средствами технического зрения, и третий беспилотный летающий аппарат, оснащенный рабочим органом для внесения гормональных препаратов и/или лазером (6). Информационные входы беспилотных летающих аппаратов через блок передачи информации (3) соединены с лабораторно-управляющим комплексом (2). Также предложен способ авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах. Обеспечивается одновременное стимулирующее биоинформационное воздействие в разных зонах агрообъекта экосистемы, повышение эффективности и оперативности процессов возделывания агрокультур, при увеличении производительности агрообъектов и исключении снижения урожая. 2 н.п. ф-лы, 1 ил.

 

Изобретение относится к области полевого растениеводства и может быть использовано при производстве сельхозпродукции.

Известны способ и устройство управления агрообъектами, предусматривающие для оценки состояния и потенциала плодородия почвы, получения информации о состоянии посевов и почвы при возделывании агрокультур, использование данных аэрофотосъемки агроугодий и забор проб почвы в различных частях угодья (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 аграрной биологии: итоги и перспективы», 14-15 октября 2010 г., Санкт-Петербург.- СПб.: АФИ, 2010. с 62-68). Известны способ и устройство управления агрообъектами, предусматривающие контроль состояния развития агрокультур и техногенные воздействия на технологические процессы в зонах депрессивного развития агрокультур на сельхозугодье. Известное устройство автоматического управления процессами возделывания агрокультур содержит лабораторно-управляющий комплекс, модуль визуального контроля состояния агрокультур на возделываемом угодье, модуль доставки фрагментов агрокультур с сельхозугодья в лабораторно-управляющий комплекс (патент РФ №2538997).

Недостатками известных технических решений является то, что увеличение урожайности агрокультур проявляется в зонах, где эти воздействия осуществляют. На остальной части сельхозугодья урожайность остается прежней или уменьшается из-за влияния агрокультур зон депрессивного развития на агрокультуры в других зонах. При этом общая эффективность технологических процессов на сельхозугодье возрастает незначительно, а материальные затраты и затраты технологических и энергетических ресурсов высоки.

Наиболее близкими к предлагаемому изобретению относится способ и устройство автоматического управления агрообъектами, включающие ускорение развития агрокультуры в зонах депрессивного развития и зонах удовлетворительного развития за счет выполнения специализированными рабочими машинами технологических воздействий на агрокультуры в зонах опережающего развития. Кроме этого на сельхозугодьях создают зоны опережающего развития агрокультур, которые сопрягают с зонами депрессивного и удовлетворительного развития агрокультур, а негативное влияние кооперативного биоинформационного взаимодействия агрокультур зон депрессивного развития на агрокультуры в пограничных зонах опережающего и удовлетворительного развития ослабляют, ограничивая миграцию зон депрессивного развития по сельхозугодью. Известное в устройство автоматического управления агрообъектами содержит лабораторно-управляющий комплекс, модуль визуального контроля состояния агрокультур на сельхозугодье, блок передачи информации, беспилотный летающий аппарат с размещенными на его борту рабочими органами, наземные технологические рабочие агрегаты (Патент РФ 2617340).

Недостатком известного технического решения является не учет в реализации управления агрообъектами постоянного изменения характеристик агрокультур в зонах сельхозугодья. Выполнение стимулирующих воздействий на агрокультуры осуществляют после однократной оценки их параметров тем же техническим средством (беспилотный летательный аппарат), с помощью которого производилась эта оценка. В период выполнения воздействий на агрокультуру в одной из зон сельхозугодья характеристики агрокультуры в других зонах сельхозугодья непрерывно меняются, а при переходе на другие зоны агроугодья управления не корректируются. При этом общая эффективность технологических процессов и урожайность агрокультуры возрастают незначительно, материальные, временные, технологические и энергетические ресурсы в агропроцессах завышены и используются неэффектно.

Анализ уровня техники показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств для эффективного производства сельхозпродукции.

Техническим результатом изобретения является повышение эффективности, оперативности и сокращение стоимости процессов возделывания агрокультур, при увеличении производительности агрообъектов.

В результате использования предлагаемого изобретения стимулирующие кооперативные биоинформационные влияния агрокультур в разных зонах агрообъекта осуществляют параллельно одновременно и взаимосвязанно во всех зонах экосистемы специализированными рабочими органами с учетом динамики изменения характеристик агрокультур весь период их развития. При этом общая эффективность управления экосистемой увеличивается за счет повышение урожайности агрокультуры, уменьшаются затраты материально-технических ресурсов на выполнение процессов, а значительная часть технологических процессов осуществляют параллельно и одновременно беспилотными летательными аппаратами путем группового аддитивно-перемежающего воздействия на депрессивные и продуктивные зоны развития растений, обнаруженные в результате мониторинга сельскохозяйственного угодья.

Вышеуказанный технический результат достигается тем, что при реализации предлагаемого способа беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах, включающий мониторинг территории размещения агрообъекта в экосистеме, выполнение технологических воздействий на агрообъект осуществляют взаимосвязанно путем группового аддитивно-перемежающего воздействия на депрессивные и продуктивные зоны развития агрообъекта, с учетом изменения характеристик агрообъекта весь период его развития, при этом значительную часть технологических процессов, при необходимости, осуществляют параллельно-последовательно и одновременно несколькими специализированными рабочими органами специализированных машин (беспилотных летательных аппаратов), причем при изменении характеристик агрообъекта выполняют корректировку управления, а именно, при ухудшении характеристик агрообъекта усиливают стимулирующее воздействие на зону его размещения, при повышении характеристик агрообъекта ослабляют стимулирующее воздействие на зону его размещения.

Технический результат достигается также тем, что в устройство беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах, включающее лабораторно-управляющий комплекс, модуль визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме, блок передачи информации, беспилотный летающий аппарат, наземные технологические рабочие агрегаты, введен второй беспилотный летающий аппарат, оснащенный средствами технического зрения, третий беспилотный летающий аппарат, оснащенный рабочим органом для внесения гормональных препаратов и/или лазером, причем информационные входы второго беспилотного летающего аппарата, оснащенного средствами технического зрения, первого и третьего беспилотных летающих аппаратов, оснащенных рабочим органом для внесения гормональных препаратов, лазером, через блок передачи информации соединены с лабораторно-управляющим комплексом.

Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:

1. В ходе реализации беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах непрерывно осуществляют мониторинг территории размещения агрообъекта в экосистеме весь период роста и развития агрообъекта.

2. По видеоизображениям агрообъекта, а именно, цветовым характеристикам агрообъекта и/или анатомо-морфологическим признакам его фрагментов территорию размещения агрообъекта разбивают на зоны, а именно, зоны депрессивного развития, зоны удовлетворительного развития, зоны опережающего развития.

3. Изменения расположения зон на территории размещения агрообъекта в экосистеме, изменения анатомо-морфологических признаков агрообъекта в ходе мониторинга территории размещения агрообъекта в экосистеме фиксируют.

4. Специализированными рабочими машинами выполняют технологические воздействия на агрообъект в различных зонах территории экосистемы согласно технологическому регламенту возделывания конкретного агрообъекта в конкретных почвенно-климатических условиях.

5. Оперативно с учетом реакции агрообъекта на фактические условия реализации технологических процессов его возделывания специализированными рабочими машинами выполняют дополнительные технологические воздействия на агрообъект в различных зонах территории экосистемы, ускоряющие его развитие. Эти воздействия выполняют взаимосвязанно, параллельно и одновременно путем группового аддитивно-перемежающего воздействия на депрессивные и продуктивные зоны развития агрообъекта с учетом изменения характеристик агрообъекта весь период его развития, причем при изменении характеристик агрообъекта выполняют корректировку управления, а именно, при ухудшении характеристик агрообъекта в усиливают стимулирующее воздействие на зону его размещения, при повышении характеристик агрообъекта ослабляют стимулирующее воздействие на зону его размещения.

Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена общая схема устройства.

Устройство беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах функционирует на территории размещения экосистемы 1 и включает лабораторно-управляющий комплекс 2, блок передачи информации 3, модуль визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме 4, беспилотный летающий аппарат 5, оснащенный модулем визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме 4, беспилотные летающие аппараты 6, оснащенные рабочим органом для внесения гормональных препаратов и/или лазером, наземные технологические рабочие агрегаты 7. На территории размещения экосистемы 1 показаны зоны опережающего развития 8, зоны удовлетворительного развития 9, зоны депрессивного развития 10.

Модуль визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме 4, лабораторно-управляющий комплекс 2, беспилотный летающий аппарат 5, оснащенный модулем визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме 4, беспилотные летающие аппараты 6, оснащенные рабочим органом для внесения гормональных препаратов и/или лазером и наземные технологические рабочие агрегаты 7 связаны между собой через блок передачи информации 3.

Устройство работает следующим образом.

В ходе реализации беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах беспилотный летающий аппарат, оснащенный средствами технического зрения 5, непрерывно осуществляет облет весь период роста и развития агрообъекта. Полученные при этом видеоизображения агрокультуры с помощью блоков передачи информации 3 передают в лабораторно-управляющий комплекс 2. Кроме этого беспилотный летающий аппарат, оснащенный модулем визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме 5 доставляет в лабораторно-управляющий комплекс 2 фрагменты агрокультуры и пробы почвы.

Лабораторно-управляющий комплекс 2 по видеоизображениям агрокультур, результатам анализа характеристик фрагментов агрокультуры и проб почвы сравнивает различные участки территории размещения экосистемы 1. По результатам сравнения территорию размещения экосистемы 1 разбивают на зоны, а именно, зоны опережающего развития зоны 8, зоны удовлетворительного развития 9, депрессивного развития 10. При этом дифференциацию сельхозугодия 3 на зоны выполняют по цветовым характеристикам агрокультуры и/или анатомо-морфологическим признакам ее фрагментов, а именно, геометрическим размерам. На основе результатов лабораторного анализа развития агрообъекта, химического и минерального состава почвы для каждой депрессивной зоны 9 согласно технологическим картам выполняемых процессов осуществляют техногенные воздействия на агрокультуры и почву для повышения продуктивности агрообъекта на депрессивных зонах 10 территории размещения агрообъекта в экосистеме 1 с использованием рабочих органов технологических рабочих агрегатов 7.

Согласно технологическому регламенту возделывания конкретного агрообъекта в конкретных почвенно-климатических условиях наземные технологические рабочие агрегаты 7 выполняют технологические воздействия на агрообъект в зонах депрессивного развития 10, зонах удовлетворительного развития 9, зонах опережающего развития 8 на территории размещения агрообъекта в экосистеме 1.

При дальнейшем мониторинге территории размещения экосистемы 1 изменения расположения зон депрессивного развития 10, зон удовлетворительного развития 9, зон опережающего развития 8 на территории размещения агрообъекта в экосистеме 1, изменения анатомо-морфологических признаков агрообъекта в ходе мониторинга территории размещения агрообъекта в экосистеме 1 фиксируют беспилотным летающим аппаратом, оснащенным средствами технического зрения 5 и передают в лабораторно-управляющий комплекс 2.

При возникновении изменений зон размещения агрообъекта, изменений анатомо-морфологических признаков агрообъекта управляющие воздействия на агрообъект корректируют. При этом также корректируют значения и характер управляемых воздействий на агрообъект, а также, при необходимости, изменяют места воздействия на агрообъект. Причем для усиления положительного электрофизического и биохимического влияния кооперативного биоинформационного взаимодействия между особями агрообъекта (интерференции влияний отдельных растений друг на друга) зон опережающего развития на развитие агрообъекта в зонах депрессивного развития и зонах удовлетворительного развития стимулируют интенсивность развития агрообъекта в зонах опережающего развития и изменяют геннофенотипический потенциал агрообъекта за счет использования гормональных препаратов, лазерного облучения. При этом усиление развитие агрообъекта в сопрягаемых с зонах опережающего развития депрессивных зонах и зонах удовлетворительного развития выполняют без дополнительных в этих зонах только за счет стимуляции интенсивности развития агрообъекта. Причем при изменении характеристик агрообъекта выполняют корректировку управления, а именно, при ухудшении характеристик агрообъекта в усиливают стимулирующее воздействие на зону его размещения, при повышении характеристик агрообъекта ослабляют стимулирующее воздействие на зону его размещения.

Оперативно с учетом фактических условий реализации технологических процессов возделывания агрообъекта выполняют дополнительные технологические воздействия на агрообъект в различных зонах территории размещения агрообъекта в экосистеме 1, ускоряющие его развитие. Дополнительные технологические воздействия на агрообъект производят с использованием беспилотных летающих аппаратов, оснащенные рабочим органом для внесения гормональных препаратов, лазером 6 с учетом миграции зон депрессивного развития 10, зон удовлетворительного развития 9, зон опережающего развития 8 на территории размещения агрообъекта в экосистеме 1, изменения анатомо-морфологических признаков агрообъекта. Эти воздействия выполняют взаимосвязанно, параллельно и одновременно путем группового аддитивно-перемежающего воздействия на депрессивные и продуктивные зоны развития агрообъекта с учетом изменения характеристик агрообъекта весь период его развития. Причем при изменении характеристик агрообъекта выполняют корректировку управления, с целью реализовать воздействие, стимулирующее развитие и продуктивность агрообъекта.

Применение способа и устройства беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах иллюстрируется на примере выращивания агрообъекта «помидор» в полевых условиях. Для этого агрообъекта урожайность в зонах депрессивного развития достигает 20-40% урожайности в зонах опережающего развития, а урожайность в зонах удовлетворительного развития - 60-80% урожайности в зонах опережающего развития. Стимуляция развития агрокультур в зонах опережающего развития за счет выполнения технологических воздействий на агрообъект с учетом изменения его параметров весь период вегетации увеличивает урожайность агрообъекта на 2-3% во всех зонах. При полевом возделывания огурца по способу управляемых зон с учетом динамики изменения параметров агрообъекта весь период его вегетации в южных регионах РФ его средняя урожайность составит 60-70 т/га, а при традиционных технологиях - средняя урожайность составляет 40-50 т/га. При этом сроки вегетации культуры сокращаются на 5-7%.

При использовании предлагаемых способа и устройства снижение урожая исключено. Более того, при выполнении агропроцессов экономится до 10% материальных и трудовых ресурсов.

1. Устройство беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах, включающее лабораторно-управляющий комплекс, модуль визуального контроля состояния агрообъекта в экосистеме, блок передачи информации, беспилотный летающий аппарат, наземные технологические рабочие агрегаты, отличающееся тем, что в устройство введен второй беспилотный летающий аппарат, оснащенный средствами технического зрения, третий беспилотный летающий аппарат, оснащенный рабочим органом для внесения гормональных препаратов и/или лазером, причем информационные входы второго беспилотного летающего аппарата, оснащенного средствами технического зрения, первого и третьего беспилотных летающих аппаратов, оснащенных рабочим органом для внесения гормональных препаратов и/или лазером, через блок передачи информации соединены с лабораторно-управляющим комплексом.

2. Способ беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах, включающий мониторинг территории размещения агрообъекта в экосистеме, выполнение специализированными рабочими машинами технологических воздействий на агрообъект в различных зонах экосистемы, отличающийся тем, что выполнение технологических воздействий на агрообъект осуществляют взаимосвязанно путем группового аддитивно-перемежающего воздействия на депрессивные и продуктивные зоны развития агрообъекта, с учетом изменения характеристик агрообъекта весь период его развития, при этом значительную часть воздействий, при необходимости, осуществляют параллельно-последовательно и одновременно несколькими специализированными рабочими органами беспилотных летательных аппаратов, причем при изменении характеристик агрообъекта выполняют корректировку управления, при ухудшении характеристик агрообъекта усиливают стимулирующее воздействие на зону его размещения, при повышении характеристик агрообъекта стимулирующее воздействие на зону его размещения ослабляют.



 

Похожие патенты:

Изобретение относится к области термоэмиссионного преобразования тепловой энергии в электрическую, а именно к использованию термоэмиссионных преобразователей (ТЭП) в составе систем тепловой защиты высокоскоростных летательных аппаратов (ВЛА).

Беспилотный самолет содержит несущий корпус, крыло с аэродинамическими органами управления, силовую установку, включающую двигатель, воздухозаборник и сопло, шасси и бортовую радиолокационную станцию.

Изобретение может быть использовано при создании поверхностей управления летательных аппаратов в виде элеронов, рулей высоты и направления, а также в области кораблестроения.

Изобретение относится к области авиации. Лопасть воздушного винта с управляемой геометрией профиля содержит аэродинамический профиль, имеющий переднюю часть и подвижный закрылок, соединенные между собой крепежным устройством.

Изобретение относится к способу функционального подавления беспилотного летательного аппарата (БПЛА). Для реализации способа определяют координаты местоположения БПЛА, доставляют при помощи пускового устройство в область расположения БПЛА контейнер с элементами функционального подавления, осуществляют генерацию серии сверхкоротких СВЧ радиоимпульсов для нарушения работоспособности радиоэлектронных элементов БПЛА, после полного разряда источника электропитания осуществляют подрыв заряда самоликвидации контейнера для образования облака красителя в целях образования непрозрачной пленки на поверхности элементов БПЛА и в целях образования поля поражающих элементов, которые приводят к физическому повреждению БПЛА.

Изобретение относится к способу функционального подавления беспилотных летательных аппаратов. Для реализации способа обнаруживают беспилотный летательный аппарат, в область на расстоянии 50-100 метров от него при помощи пускового устройства доставляют патрон, выполненный с возможностью генерации серии сверхкоротких сверхвысокочастотных радиоимпульсов в определенном диапазоне частот, производят генерацию этих импульсов в сторону беспилотного летательного аппарата до полного разряда источника электропитания, после этого выполняют самоуничтожение патрона путем его подрыва для создания поля поражающих элементов для физического повреждения беспилотного летательного аппарата и его уничтожения.

Беспилотный летательный аппарат содержит несимметричный корпус, носовой радиопрозрачный обтекатель, двигательную установку и систему управления полетом с плоской активной фазированной антенной решеткой, максимальная апертура которой обеспечивается благодаря углу наклона излучающей поверхности к продольной оси корпуса, обеспечивающему ее направление в сторону верхней части поверхности носового радиопрозрачного обтекателя.
Изобретение относится к кордовым моделям самолета. Кордовая модель самолета с дистанционным управлением по тангажу включает привод рулевых поверхностей, оснащена электродвигателем, который вместе с приемником дистанционного управления и приводом питается от источника тока.

Способ управления полетом беспилотного летательного аппарата, который снабжен несимметричным корпусом с носовым радиопрозрачным обтекателем, верхняя и нижняя части поверхности которого образуют его ширину, при этом верхняя часть выполнена выпуклой, а нижняя часть уплощенной, полезной нагрузкой, двигательной установкой и системой управления полетом, включающей рулевые элементы и головку самонаведения с активной фазированной антенной решеткой, закрепленной под носовым радиопрозрачным обтекателем с расположением ее излучающей поверхности параллельно поперечной оси корпуса и наклоном к его продольной оси, основанный на введении координат траектории полета в систему управления полетом и управлении рулевыми элементами в полете для обеспечения траектории полета.

Изобретение относится к области авиации. Крыло с управляемой закруткой характеризуется тем, что состоит из трех секций по размаху.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности к техническим средствам для основной безотвальной обработки почвы. Многофункциональный почвообрабатывающий агрегат для восстановления деградированных земель состоит из несущей рамы и установленных на ней рабочих органов с воздушно-импульсным приводом, трех секций 1, 2, 3, жестко закрепленных на раме с возможностью демонтажа, первая и третья из которых складывающиеся, вторая секция – базовая и выполнена со сницей 4, опорными 5 и транспортными 6 колесами и баллоном 7 сжатого воздуха.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ снятия и перемещения гумусового слоя при террасировании склона предусматривает равномерное крошение гумусового слоя почвы необработанной полосы (1) склона крутизной от 8° до 20°, примыкающей сверху по склону к подготовленному полотну террасы (2) шириной от 3 до 5 м, и одновременное перемещение обрабатываемой почвы вниз по склону на полотно террасы (2) с помощью шнекового рабочего органа (3), ось которого расположена поперек склона.

Изобретение относится к способам ввода в действие оборудования для проведения полевого опыта в сельском хозяйстве на полях сельскохозяйственных культур (масличных, зерновых и др.).

Группа изобретений относится к области биотехнологии и экологии. Рекультивант для очистки почв и грунтов от загрязнений нефтью, нефтепродуктами, полициклическими ароматическими углеводородами включает органоминеральные добавки, донные отложения и нефтеокисляющие биопрепараты.

Изобретение относится к области экологической безопасности и может быть использовано для очистки от тяжелых металлов как техногенного грунта, так и земель сельскохозяйственного назначения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ восстановления естественного плодородия почвы при с/х производстве включает снижение отрицательного воздействия на почву технологии с/х производства за счет использования в качестве силового транспортно-технологического средства (ТТС) с/х работ ТТС на шинах сверхнизкого давления с внутришинным давлением не более 60 кПа, агрегируемого с/х оборудованием.

Группа изобретений относится к области сельского хозяйства. Способ включает пригибание, обжатие, измельчение кустарника и фрезерование почвы.

Изобретение относится к области сельскохозяйственного производства. Способ снижения уплотнения почвы при сельскохозяйственных (с/х) работах включает использование с/х комплекса с самоходным энергетическо-технологическим средством (1), способным функционировать на шинах (2) сверхнизкого давления 5-60 кПа с давлением на грунт менее 60 кПа и навесным или прицепным оборудованием (3), а также с использованием системы управления с автопилотом без водителя или дистанционной системы управления.

Изобретение относится к области сельского хозяйства. Способ выращивания сельскохозяйственных культур включает выполнение на поле технологических операций, начиная от предпосевной подготовки и заканчивая уборкой урожая, с использованием самоходного энергетическо-технологического средства (1), способного функционировать на шинах (2) сверхнизкого давления 5-60 кПа с давлением на грунт менее и более 60 кПа с учетом абсолютной влажности почвы менее 26%, или абсолютной влажности почвы менее 1% от физической спелости почвы, или абсолютной влажности почвы до 70%, или применения энергетическо-технологического средства не более 4-х раз в сезон, или применения энергетическо-технологического средства только при уборке урожая.

Изобретение относится к сельскохозяйственному машиностроению, в частности, к техническим средствам для основной безотвальной обработки почвы. Агрегат содержит несущую раму и установленные на ней рабочие органы с воздушно-импульсным приводом.
Наверх