Техніка

Технології ідентифікації посівів для боротьби з витоптуванням культурних рослин обприскувачами

Знайти рядок

Знайти рядок
Камера системи AutoTrac Vision

Технології радарної й візуальної ідентифікації посівів для боротьби з витоптуванням культурних рослин обприскувачами.  

Необов’язкові втрати 

Робота самохідних обприскувачів по міжряддях у теорії дає змогу зменшити втрати від витоптування. Однак до останнього часу індустрія не мала ефективних рішень для точного ведення коліс обприскувача посередині міжрядь. Не допомагав навіть найточніший навігаційний сигнал — зміщення сівалки через рельєф й інші причини зводило нанівець усі намагання досягти ідеалу. Проте сучасні технології просунулись далеко вперед, і тепер системи корегування руху техніки по міжряддях за допомогою систем ідентифікації рядків працюють досить успішно. Звісно, не всі повірили у ці системи й не всі готові в них інвестувати, однак вони працюють і здатні приносити значний економічний ефект. Це підтверджує приклад компанії «Агрейн». 

На сьогодні існує дві концепції — хтось відмовляється від ідентифікації рядків рослин, хтось заморочується цим питанням. Це відбувається не в останню чергу тому, що порахувати конкретні значення відсотка витоптувань досить складно, бо це залежить від багатьох чинників. Тож компанія «Агрейн» зробила ці підрахунки самостійно, щоб розуміти, про який масштаб збитків ідеться та чи варто удосконалювати обприскувачі. Оскільки компанія експлуатує переважно техніку John Deere, саме під неї було зроблено всю роботу з підготовки технічної бази. 

Крок за кроком 

Щоб повноцінно впровадити технологію ідентифікації рядків, потрібно обладнати обприскувачі сучасними комп’ютерами й антенами з точним сигналом. Це дасть змогу рухатись правильною траєкторією відповідно до визначених заздалегідь треків. Крім того, сучасний потужний комп’ютер може без проблем працювати з додатковим обладнанням, яке в будь-якому разі треба застосовувати для точнішої роботи. Також потрібно виконати роботи з визначення контурів полів, щоб не працювати «від посадки до посадки». У компанії «Агрейн» для цього застосовували антени John Deere з платним сигналом. На той час цього було достатньо, але нині контури полів визначають за допомогою дронів із високоточними антенами, і в процесі беруть участь GIS-спеціалісти й працівники земельного відділу. Часто фактичні межі полів не збігаються із «законними», і доводиться переносити межі або й польові дороги. 

Крім того, потрібна автоматизація розворотів і взагалі максимальна автоматизація руху машин у полі. Кожен механізатор розвертається так, як йому зручніше або як він звик, і в обприскуванні це призводить до того, що на краях поля утворюються незрозумілі «рисунки». У компанії «Агрейн» на обприскувачах чекають від виробників на систему авторозвороту, яка забезпечить абсолютно однакову «картинку» з мінімальними втратами культурних рослин. 

Система AutoTrac RowSense дозволяє визначати розташування рядків після їхнього змикання

Коли все, про що згадувалось раніше, запрацювало, прийшов час систем AutoTrac Vision і AutoTrac RowSense. Ці технології дозволяють визначати розташування рядка з культурними рослинами й корегувати траєкторію руху коліс обприскувача. Система AutoTrac Vision виконує саме візуальну ідентифікацію за допомогою камери. Комп’ютер обробляє отриману інформацію, визначає положення рядків і спрямовує колеса обприскувача точно по міжряддю. З часом, коли ряди змикаються, візуальна ідентифікація перестає працювати — комп’ютер сприймає зображення з камери як однорідне поле листя. У цьому разі використовується друга система — AutoTrac RowSense. Це механічна система, яку встановлюють на внутрішню частину передніх коліс. Залежно від того, який тиск утворюється від стебел рослин на лопатки пристроїв, комп’ютер «робить висновки» щодо розташування рядка й відповідно спрямовує колеса вправо або вліво. 

Як це працює 

Робота системи ідентифікації рядків організована таким чином: через John Deere Operation Center отримують треки сівалки, і на їх основі будують власні навігаційні лінії обприскувача Коли обприскувач заходить у загінку, вмикаються системи AutoTrac Vision й AutoTrac RowSense, що допомагають уникати наїзду на культурні рослини й зменшують втрати. Якщо ж машина потрапляє в зону просівів або у вимочки, де культурних рослин надто мало або взагалі немає, система повертається до роботи за лініями навігації. 

Щоб створювати нормальні посіви компанія відмовилась від мультибрендовості у сівалках, і тепер застосовує тільки три типи сівалок: Kinze 3600 і 3700 і Great Plains, на які встановлено обладнання Precision Planting, а також сучасні Horsch Maestro SV. Це дозволяє утворювати рівні рядки, по яких потім нормально працюють обприскувачі. 

І обприскування, і підживлення 

Коли починали дослідження, хотіли облетіти дроном поля й подивитись, у якому стані вони є. Коли побачили картинку, зрозуміли, що навіть нічого рахувати не потрібно. Було видно, що обприскувач витоптує відчутну частину врожаю: розвороти без системи, кілька діагональних проходів, непотрапляння в колію і витоптування — така робота призводила до збитків. 

Підживлення пристроями Y-DROP UNDERCOVER вимагає точного руху по міжряддях

Окрім колій потенційні збитки від непотрапляння в рядки могли відбуватись під час унесення КАС. Цю операцію виконують за допомогою обладнання Y-Drop. Воно дозволяє вносити безпосередньо у прикореневу зону. Але самі пристрої Y-Drop досить масивні, і якщо обприскувач раптом вийде за межі рядка, пошкодиться велика кількість рослин по всій ширині захвату. А це, на хвилиночку, 25 рядків! Потенційні втрати на швидкості 15 км/год і середній відстані між рослинами 20 см — 35 рослин за секунду тільки колесами! Тож для підживлення точність ведення обприскувача не менш важлива. Тому нині на всіх роботах, що виконують обприскувачами по просапних культурах, застосовують камеру, яка визначає розташування рядків. Обприскувач успішно потрапляє в міжряддя навіть за досить широких шин в умовах піщаних ґрунтів у підрозділах компанії на Півночі України. До того ж обприскувач практично нічого не витоптує. Коли ж ряди змикаються, застосовують систему AutoTrac RowSense.  

Цю технологію застосовують не лише на обприскувачах John Deere, а ще й на обприскувачах AMAZONE Pantera 4503 — на них було встановлено навігацію й камеру від John Deere. У результаті якість роботи нічим не відрізняється від тієї, що демонструють обприскувачі John Deere, що було доведено на 10 тис. гектарів, оброблених у цьому сезоні Pantera’ми. 

Переваги для всіх 

Якщо обприскувач обробляє всього тисячу гектарів, і завдяки додатковому обладнанню вартістю 15–20 тис. доларів не витоптує 1% посівів, у разі з кукурудзою за врожайності 8 т/га економія становить 16 тис. доларів (якщо вартість кукурудзи становить 200 дол./т). З тим термін не перевищує один рік. Відповідно, чим більше обприскувач обробляє просапних культур за сезон, тим швидше окупиться інвестиція в додаткове обладнання. 

На John Deere встановлювати обладнання досить просто — процедура триває кілька годин. Треба прокласти кабелі, встановити камеру, прилади механічного контролю рядків і приєднати все до комп’ютера. На наступний день можна працювати. 

Важливо розуміти, що ця технологія не для керівників, а для операторів, які безпосередньо їздять у кабіні обприскувача. Їх праця суттєво полегшиться, вони перестануть виставляти посередині переднього вікна кабіни щітку склоочисника, щоб було легше орієнтуватись. Тепер увага буде приділятись загальному стану машини, роботі форсунок, нормі виливу тощо. 

Трохи економіки за врожайності кукурудзи 8 т/га. Ціна дообладнання обприскувача John Deere R-серії 15 600 дол.

Також можна ще більше спростити роботу оператора, створюючи карти-завдання. І насправді неважливо, чи за диференційними нормами треба працювати, чи за однаковою для усього поля. Це насамперед знімає відповідальність з оператора за встановлення норми й гарантує потрібну якість обприскування. Норму повинен встановлювати агроном — саме він відповідає за правильну кількість робочого розчину, що має виливатись на гектар. Механізатор тільки керує обприскувачем і стежить, щоб усе добре працювало. 

Знімаючи з оператора процес кермування й пов’язану з цим скажену концентрацію, значно зменшується втомлюваність. Коли обладнання для контролю рядків було встановлено на чотири обприскувачі John Deere і два обприскувачі AMAZONE, жодного негативного відгуку від операторів не надходило. Навпаки, усі задоволені, й, крім того, самі працівники стверджують, що врожайність збільшиться на 2–4% тільки внаслідок того, що кермувати будуть не вони, а автоматика. 

Удосконалення тривають 

Автоматизація розворотів на тракторах буде повноцінно впроваджуватись на наступний рік. Цього року з даною системою відпрацювали у тестовому режимі протягом місяця, і вона показала відмінні результати. Уся техніка налаштовується на один спосіб розворотів, і на всіх полях технологічні колії тепер однакові. Тож будь-який оператор може працювати на будь-якому полі, і він не стикнеться із ситуацією, коли на розвороті колія раптом веде в інший від звичного бік. 

У компанії застосовуватимуть ще одну технологію, яка завершує випробовування і вдосконалення John Deere. Ідеться про технологію пасивного ведення знаряддя, коли антену встановлюють на причіпний агрегат, і в комп’ютер записується траєкторія руху саме агрегата, а не трактора. Це особливо важливо для сівалок, після яких у міжряддях працюють культиватори й обприскувачі. Тож для обприскувача можна використовувати саме ці треки — вони будуть найточнішими. Знадобиться тільки точний сигнал RTK. 

Навіщо взагалі визначати окремо траєкторію сівалки? Відповідь проста: під час роботи на горбистій місцевості сівалка зазвичай дещо зміщується в бік схилу, і залежно від умов розмір зміщення може бути доволі значним. Проблеми можна позбутися двома шляхами: записати трек сівалки й змінити лінії навігації. Були випадки, коли на схилах сівалка зміщувалась на 1,5 м вбік, і це аж ніяк не можна вважати нормальним. Відповідно, виконання наступних операцій за треками трактора є неможливим. 

Питання RTK є досить складним. Наразі через погодні умови й дефіцит вологи в деяких регіонах компанія змушена застосовувати технологію strip-till. Це потребує не лише точного сигналу, а ще й повторюваності протягом року щонайменше. Нині навіть у сигналу SF3 повторюваність становить усього 9 місяців, чого недостатньо для технології strip-till. Тому в деяких регіонах доводиться будувати власні мережі RTK, бо іншого виходу немає. Проте як тільки з’явиться можливість купувати платний сигнал із необхідними параметрами, від власної мережі RTK можна буде одразу відмовитись і продати обладнання.   

Інші статті в цьому журналі
The Ukrainian Farmer
The Ukrainian Farmer
The Ukrainian Farmer
10
Статті з журналу:

ЧИТАЙТЕ БІЛЬШЕ