在美国,智能喷雾机的靶向喷洒技术正在彻底改变作物管理方式。农机制造商声称可以节省高达90%的投入。虽然有一些系统使用光来识别杂草,但每个品牌的技术相似。
摄像头捕捉图像,这些图像由机载计算机实时分析。在分数之一秒内,人工智能和预测建模算法区分作物和杂草,并控制喷嘴的开启和关闭。
它们的精度以英寸为单位进行测量。
1.约翰迪尔的See & Spray。 该精准喷洒系统利用人工智能实时识别单株杂草。
“我们在作物上方安装了36个摄像头,”约翰迪尔精准升级营销经理凯尔·巴里说道。“它能够识别杂草,并将其与作物区分开来。”
多个选项使得See & Spray要么作为工厂安装的装置,要么作为现有喷雾器和特定新型约翰迪尔和Hagie喷雾器的精密升级提供。See & Spray的三种不同系统——高级版、终极版和精选版——可以在休耕田地和玉米、大豆和棉花作物中靶向杂草。
2.Greeneye Technology。 其基于人工智能的可改装精准喷洒技术使用传感器在作物的不同生长阶段和不同条件下区分杂草和作物。该技术在速度高达每小时15英里时仍然有效。
该系统在绿色对绿色和绿色对棕色的环境中都能工作,并且可以识别植物种类以对抗抗除草剂杂草。它适用于各种行作物,并且最近扩展到了棉花。
“杂草控制对棉花生产者来说特别需要资源,因为他们面临频繁喷洒的额外挑战,”Greeneye首席执行官Nadav Bocher说。
该解决方案可与任何品牌的商业喷雾器集成,无论型号或大小如何。
3.一种智能喷雾系统。 由巴斯夫和博世联合设计的靶向喷雾系统。配备摄像头和照明单元的模块安装在喷雾机的臂上,用于在杂草萌发前和萌发后进行靶向喷洒。该可改装系统适用于玉米、大豆、棉花、向日葵、油菜和甜菜作物。
“在喷洒过程中,摄像头扫描喷雾机作业幅前面的区域,几毫秒内即可检测到杂草,”关于该系统的品牌描述写道。“结合系统中的农艺智能,每个喷嘴仅在需要时才被激活。”
4.杂草-这是Quadro。 这种精确喷洒解决方案可以改装到地面喷洒器、拖式喷洒器和自走式或机器人喷洒器上。该系统是为“绿在褐”设计的,可以以每小时15英里的速度检测到1厘米的杂草。与计算机视觉和图像处理不同,Quadro系统依靠荧光技术来识别杂草。
传感器将喷洒臂上的光线照射到植物上。大部分光线被植物吸收用于光合作用,但有一小部分光线与植物中的活叶绿素反应,发出近红外光。传感器测量这一波长以区分植物与其他物质,如枯死的植物或土壤。
5.AmaSpot 由 AmaZone 提供。 该传感器控制的喷嘴系统用于绿色对棕色杂草检测。像 Quadro 一样,AmaZone 使用荧光传感器在绿色对棕色环境中瞄准活植物。传感器扫描喷雾机臂前面的地面,并检测杂草或杂草的存在区域。点喷嘴瞄准单个杂草。
6.Carbon Bee 的 Smart Striker X 品牌无偏见系统使用传感器识别绿色对绿色和绿色对棕色的杂草。该系统还可以在全区域均匀喷洒,当检测到杂草时增加剂量,或者根据生物量、杂草或作物状况调节剂量。杂草、作物和病害在喷洒臂前方3米内被检测,生成实时地图。
7.Ecorobotix的ARA田间喷雾器。该装置配备有AI的相机,位于一个20英尺的箱状 implement 下。一个计算机视觉系统引导56个喷嘴分别喷洒杂草——最小可至2.5英寸。箱子屏蔽了风对喷雾的影响。
“有许多针对特定作物的算法,告诉喷嘴‘只打到杂草’,或者‘只打到作物’,”Ecorobotix的美国营销传播经理Chriss Wozniak说,并指出操作员也可以选择作物。“甚至可以使用非选择性除草剂,并在每株植物周围留出一点缓冲区。”
该系统的AI会在每次使用后学习,使其在时间上更有效地识别杂草。目前,ARA Field Sprayer适用于洋葱、胡萝卜和生菜作物。针对西兰花、菜花、甜菜、豆类、油菜、某些玉米和土豆的测试算法已经推出。Wozniak表示,他们正在研究玉米和大豆。
8.Solinftec的Solix。 这种机器人靶向喷洒器是完全自主的,看起来与其他农业喷雾器都不一样。
“前面有一个40英尺的平台,上面有八个摄像头,用于检测杂草的位置并进行精准喷洒,”美国Solinftec商业经理Taylor Wetley说。与其它精准喷洒系统相比,Solix在田间移动速度较慢。然而,安装在顶部的太阳能板使其在与Solinftec的自动加药站配对时可以无限期工作。
“我们非常习惯于在玉米和大豆中进行传统的两到三次喷洒程序。我们有点把这个程序倒过来了,”Wetley 说。“这个平台就像是田地里的滚动残余物,早期和频繁地喷洒在土地上,以在杂草小时喷洒,从而随着时间的推移减少种子库。”
变量率应用系统
Raven的Augmenta田间分析仪。 该系统利用单个多光谱相机和计算机视觉,根据田间条件自动化喷洒处方的应用率。该系统不针对喷洒,而是分析数据并相应调整预设的率。
“它能够查看喷杆的全宽度,以确定需要进行调整的目标区域,”凯兰·昆达尔(Case IH的精准农业负责人)说。“它会根据作物状况增加或减少喷洒速率。”
在喷洒过程中,系统记录作物状况以供以后分析。它可以用于季节内氮肥、杀菌剂、植物生长调节剂、除草剂(灭除)和收获辅助剂。
Agco系统。该公司提供两种变量率应用系统:PTx Trimble的Weedseeker 2,用于绿棕识别,和Precision Planting的Symphony Vision Rate,根据作物状况调整速率。
“摄像头‘看到’杂草,确定其严重程度(大小和数量),并调整喷雾速度,”精准种植营销总监布莱斯·贝克说道。可选的系统配置(点或速率)可以完全关闭应用,或者将速率调整到最低设置。
“Weedseeker 2可以在休耕地上没有杂草时关闭喷嘴,从而显著节省除草剂的使用,”Baker说,并指出它会喷洒任何绿色的东西。
Agrifac的AiCPlus。其摄像头喷洒系统使用复杂的算法来收集、整理和标记田间数据。该算法学习杂草出现的模式,然后使用摄像头感知单个杂草并相应地控制药剂喷洒。该系统最适合杂草 population 相对稀疏但具有经济意义的田块。
DAT Ecopatch的 可改装传感器系统使用深度学习神经网络来预测和检测杂草。计算机实时分析图像,并根据田间条件调整喷洒阈值。
SprAI 由 DeepAgro 提供。 该系统专为免耕生产作业设计,能够区分绿色与绿色。它可以安装在任何喷雾器上,根据田间条件开启和关闭喷嘴。独立模块包括一个摄像头、一台计算机和每个喷嘴的电控阀门。

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