Самарские ученые применили космические технологии для создания умной дождевальной машины

Ученые Самарского университета разработали систему управления для умной дождевальной машины. Благодаря этой системе мобильный агромелиоративный комплекс способен во время движения по полю самостоятельно анализировать состояние почвы, оценивая степень ее влажности и наличия необходимых минеральных удобрений. В зависимости от получаемых данных дождевальная машина сама регулирует интенсивность полива и внесения удобрений.

В настоящее время существует технология определения относительной влажности почвы по анализу гиперспектральных изображений в SWIR-диапазоне (коротковолновом инфракрасном диапазоне). Однако при этой технологии съемка осуществляется, в основном, со спутника, поскольку из-за высокой стоимости матриц SWIR-диапазона установка их в наземные устройства экономически нецелесообразна. Таким образом, получить оперативно данные видеосъемки невозможно. Поэтому ученые решили установить разработанный в Самарском университете компактный изображающий гиперспектрометр весом всего 1 кг непосредственно на поливальную машину, а вместо дорогостоящих матриц SWIR диапазона использовать обычные ПЗС-матрицы (светочувствительные матрицы для видимого света), заменив методику определения основных параметров. Основой для создания такого гиперспектрометра стала оптическая схема с телескопической системой и сложной дифракционной решеткой, позволяющая собирать гиперспектральное изображение местности с 20-40 спектральными слоями.

Проект создания системы управления для дождевальной машины реализован по заказу Российского научно-исследовательского института проблем мелиорации РАН (РосНИИПМ РАН) совместно с учеными Института систем обработки изображений – филиала ФНИЦ «Кристаллография и фотоника» РАН (ИСОИ РАН). Разработанная система включает в себя компактный изображающий гиперспектрометр с датчиками, бортовой компьютер со специальным программным обеспечением и контроллер для переключения форсунок на дождевальной машине.

«Гиперспектральные датчики определяют влажность участков почвы или измеряют содержание в почве определенных химических веществ и подают сигналы бортовому компьютеру, который через контроллеры управляет форсунками. Это первый подобный агромелиоративный комплекс в мире, аналогов нет», – рассказал один из разработчиков, ведущий сотрудник ИСОИ РАН, профессор кафедры технической кибернетики Самарского университета Роман Скиданов.

По его словам, стоимость комплекта системы управления составит около 20 тысяч рублей на один агромелиоративный комплекс. Согласно данным РосНИИПМ, применение подобного адресного полива и внесения удобрений может повысить урожайность в среднем на 25-30% в зависимости от сельскохозяйственной культуры. «Думаю, что такая адресная система полива и внесения удобрений будет востребована как в нашей стране, так и за рубежом», – отметил Скиданов.

Источник: Самарский национальный исследовательский университет имени академика С.П. Королёва