激光雷達技術在農業領域的應用

從曳引機到農業監控

世界人口穩定增長。2018年,地球擁有77億人,回眸1980年,人口數量為44.5億,而1950年,人口數量僅為25.3億。但是,在地球上我們可以用來生產農作物的土地面積卻沒有隨之增長。反而用於耕地農作的面積在不斷減小,我們必須以更加環保的方式,更有效地使用我們可利用的土地。因此利用新技術實現現代化農業生產系統迫在眉睫,近年激光雷達的興起,在農業應用領域具有傳統影像無法比擬的優勢。通過激光雷達監測動植物生長情況,有利於農業提高產量並更有效地利用土地。因此,激光雷達技術的不斷發展正在為未來的農業領域做準備。

LiDAR這樣的創新技術在農業中扮演什麼角色?

農業可能是最傳統、歷史最久遠的領域之一。儘管如此,該行業也不能將創新技術拒之門外,相反更應該從不斷提高的自動化,數字化和網絡化所帶來的機遇中受益。

應用之一是農用車輛的自動化運作。汽車工業的迅猛發展,換一句話來說,也為農業領域帶來了福音。農區與道路交通相比,沒有密集的車流量和復雜的交通體系影響,實現農業車輛自動駕駛、自動化運轉更加容易。遠程控制可以使農民擺脫了一定要在現場人工控制拖拉機的限制,讓農業車輛自動耕作、施肥或播種,甚至是在晚上也能持續工作,大大提高效率。除此之外,還可以通過激光雷達和攝像頭等傳感器實現自動導航,為車輛配備環境檢測功能。

LiDAR是不可或缺的一部分

LiDAR傳感器比其他感知傳感器具有明顯的優勢:灰塵,黑暗和霧氣不會影響其性能。例如,攝像頭無法在黑暗或霧天這樣的環境下提供數據信息,但LiDAR即使在這些條件下,依然可以正常地檢測其周圍環境。在粉塵飛揚且可見度低這樣的惡劣條件下,可靠的環境檢測非常重要。

除了不容易受到周圍環境條件干擾這一特點之外,LiDAR傳感器具有的另一優勢是精度。由於激光技術能夠以3D點雲數據再現真實的環境,因此可以可靠地檢測和分類牲畜。LiDAR傳感器採集的信息十分精確,簡單處理便可以區分不同的牲畜,例如牛和綿羊。還可用於檢測牲畜安全機制:如果動物超過放牧限制,則會觸發警報。即使在晚上,農民也可以通過警報系統得知畜群是否安全。

精準農業有效利用農業土地

LiDAR技術的另一個應用領域是精準農業。目的是減少支出並顯著提高產量。在精確農業中,通過精確記錄和評估參數(例如土壤條件或產量),使土地的耕作(播種和施肥)最佳地適應各種條件。

但是如何記錄這些參數?這就是LiDAR傳感器發揮作用的地方。舉個例子:安裝在曳引機上的激光雷達能夠精確地測定玉米田的高度、體積和質量,從而也能確定預期的產量。另一個應用示例是收集乾草捆。激光雷達檢測到車輛前方的草捆,機器可以自動夠到它們並扔到拖車上。監控進料區域也是一種潛在的應用:LiDAR傳感器檢測物料餘量,以便可以及時地自動補充物料。諸如LiDAR之類的新傳感器技術可以極大地支持農業提高單產並更有效地利用土地。這些技術的應用為未來的農業領域的發展踏出了重要一步。

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