[1]Изобретение относится к области полевого растениеводства и может быть использовано при производстве сельхозпродукции.
[2]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).
[3]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.
[4]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).
[5]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.
[6]Анализ уровня техники показал, что технической проблемой в данной области является необходимость расширения арсенала технических средств для эффективного производства сельхозпродукции.
[7]Техническим результатом изобретения является повышение эффективности, оперативности и сокращение стоимости процессов возделывания агрокультур, при увеличении производительности агрообъектов.
[8]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.
[9]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.
[10]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.
[11]Предлагаемый способ осуществляют следующим образом:
[12]1. В ходе реализации беспилотной авиатехнологии управления агрообъектами в экосистемах непрерывно осуществляют мониторинг территории размещения агрообъекта в экосистеме весь период роста и развития агрообъекта.
[13]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.
[14]3. Изменения расположения зон на территории размещения агрообъекта в экосистеме, изменения анатомо-морфологических признаков агрообъекта в ходе мониторинга территории размещения агрообъекта в экосистеме фиксируют.
[15]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.
[16]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.
[17]Сущность предлагаемого изобретения поясняется фиг. 1, на которой представлена общая схема устройства.
[18]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.
[19]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.
[20]Устройство работает следующим образом.
[21]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.
[22]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.
[23]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.
[24]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.
[25]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.
[26]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.
[27]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%.
[28]При использовании предлагаемых способа и устройства снижение урожая исключено. Более того, при выполнении агропроцессов экономится до 10% материальных и трудовых ресурсов.
