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引入智能场景识别果园飞防更简单大疆植保机跨入AI时代

  2019年4月9日,中国农业科学院植物保护研究所与DJI大疆农业在中国脐橙之乡——赣州信丰县,共同宣布了双方无人机联◇=△▲合实验室的第二期项目计划并签约。第二期项目将聚焦于T16在果园精准施药的应用研究,为植保队作业提供专业的数据参考和应用指导。随着新版固件的发布,大疆的T16也成为国内首款将三维场景重建、地图语义识别两项AI技术实现应用落地的植保无人机。

  中国农业科学院植物保护研究所研究员袁会珠,中国农业科学院柑橘研究所副所长王雪峰,江西省植物保护局局长钟玲,江西省信丰县委常委黄涛、DJI大疆创新公关总监谢阗地,DJI大疆农业项目合作总监谢博之、国家重大研发计划课题“柑橘木虱监测预警与高效防控关键技术研究”课题组组专家等嘉宾出席了本次活动。

  签约仪式当天,主办方也组织了嘉宾前往当地的脐橙园参观,并对T◆■16的△▪▲□△果树模式进行了演示。

  本次活动上,中国农科院植保所首次发布了2018年的大疆植保无人机MG-1P田间试验报告。2018年,双方签◆◁•署合作协议,共建农业无人机联合实验室,在黑龙江虎林玉米种植区、辽宁开原榛子种植区、阿克苏核桃种植区、山西运城小麦种植区等9个区域进行了MG-1P的一系列测试。

  这份报告显示在防治小麦后期的蚜虫测试中,相比背负式电动喷雾器、自走式喷杆喷雾机,MG-1P植保无人机低空低容量喷雾技术的农药沉积量多,农药利用率高。与传统的大容量喷雾方式相比,在同样的防治效果下具有省时、省水、省药的效果。

  报告同时还测试了MG-1P在水稻、玉米、核桃、柑橘、桃树、榛子树、马铃薯等作物上的最佳作业参数,给植保无人机作业提供了详尽的技术指导,是大疆农业帮助飞防服务组织提高植保作业的科学性、保证作业质量的重要举措。

  袁会珠表示,植保无人飞机低空低容量喷雾技术近年来发展非常迅速,它具有效率高,节水节药,地形适应性高等特点,能够应对爆发性的病虫害,在大田和经济作物上具有广泛的应用前景。大疆农业是植保无人机行业的领军企业,中国农科院植保所是植保领□◁域领先的科研院校,双方的强强联合目前结出累累硕果,有助于提升大疆农业提升专业性,也为整个行业提供了很多基础研究成果。

  据悉,双方的第二期项目将在签约后全面启动,未来一年内,中国农科院植保所将以DJI 大疆农业的植保无人机T16为对象,在全国多个柑橘等果树产区进行实地测试,为大疆植保无人机的飞防优化提供多方位的技术支持。此外,双方还将会在植保无人机创新应用进行探索,包括“果树模式”的持续优化,遥感技术在农田生产全周期的应用等。

  T16测试的首站正是中国的脐橙之乡赣州。赣南脐橙是如今闻名世界的柑橘品种,目前赣州已成为脐橙种植面积世界第一,年产量世界第三的脐橙主产区,其2018年的产量达到了116万吨。

  签约仪式当地,主办方也组织嘉宾前往当地脐橙园,进行了T16的果树飞防演示。

  据悉,T16是目前国内首款将三维场景重建、地图义识别两项AI技术实现应用落地的植保无人机。在果树场景下作业,通过精灵4 RTK的航测规划,大疆智图(Terra)的导入与处理后,就可以实现对作业场景的识别,如果树、建筑物、电线杆、河流,空地等。

  在完成作业场景识别,生成3D航线就能结合航线进行自动飞行作业,并且在有果树的区域才喷洒,没有果树的区域就停止,这相▲★-●比★△◁◁▽▼传统的整片作业区域均匀喷洒模式,可节省30%农药和水的使用量。

  针对果园场景中,果树种类多样、高矮不一,地形情况复杂,草丛与密集的果树在远距离俯瞰视角下容易混淆,难以区分的问题。T16果树模式所匹配的三维场景语义识别系统,是基于卷积神经网络的深度学习系统,它采用三维点云切片与三维特征融合技术,对三维场景中的物体进行个体识别。为了提高识别效率,大疆利用神经网络量化技术,对网络模型进行深度压缩,大幅降低运算耗时。

  目前这套系统已经通过了超过30万张的果树图片训练,能够在不到1分钟的时间内完成200亩地的全环境识别。识别的果树类型达到了20种,包括▲=○▼苹果、柑橘、芒果、香蕉、火龙果等等。果树识别准确率达到了95%。

  DJI大疆创新公关总监谢阗地表示,“大疆希望脚踏实地地,把人工智能技术普及到农业实践中。此次联合国内最权威的农业科研院校之一——中国农科院植保所,也正是体现大疆农业切实履行企业社会责任,不喊口号不炒概念,让大疆的优势技术真正落地,惠及三农。”

  近年来,赣南的脐橙产业虽然闻名遐迩,但也一直饱受着黄龙病的困扰。自2012年起,受到黄龙病大面积爆发的影◁☆●•○△响,赣南的脐橙也出现了一定规模的减产。柑橘黄龙病是一种韧皮部侵染性病害,柑橘木虱被认为是田间传播柑橘黄龙病的唯一昆虫媒介。因此,有效防治柑橘木虱就成了阻止柑橘黄龙病扩散蔓延、确保柑橘安全生产的重要环节。相比其他的虫害,柑橘木虱主要依附在果树上方的嫩叶上,而且更加强调短时间内的大规模统防统治,相比人工喷雾器式的防治方式,植保无人机拥有更高防治▲●…△效率与防治效果。

  针对柑橘木虱的防治,大疆植保无人机的用户进行了多次尝▼▲试。2016年12月初,国内知名飞防组织就曾组织过柑橘木虱防治的万亩飞防作业,其防效可达到70%以上,效果得到了农户的认可。

  2019年3月,大疆在湖南永兴冰糖橙果园中进行了一次T16的果树喷洒测试。结果显示,在亩施药液量为3L的测试条件下,T16喷洒的雾滴密度比相关国家标准高出了50%以上。此外,在雾滴分布均匀○▲-•■□度、覆盖面积上,T16同样也有不错的效果。

  大疆农业项目合作总监谢博之表示,T16果树喷洒测试的首站选择在赣南脐橙的产地举行,体现了双方对T16在果树飞防效果的信心。未来,双方都希望借助更高科技喷洒工具,帮助当地农户以更高效的方式去探索柑橘木虱的防治,帮助赣南脐橙产业重获声望。

  在大疆T16推出之前,植保无人机主要应用于大田作物,如水稻、棉花等,在果园作业环境中并没有特别理想的解决方案。在大多数的果园中,果树的种植都是分布不均匀,而且因为树龄差别,树高也▽•●◆有一定的差异。果园中甚至会有建筑物、电线杆,池塘等。

  大疆农业曾推出过应对茶园陡峭山坡的仿地飞行功能,仿地飞行可以实现按照植保作业面的起伏来确定无人机的高度。但这★▽…◇不足以解决果园植保需求,比如当两棵树的距离相差较大时,植保机飞行过程中,就会可能下降距离太多,被前方果树触发避障,中断作业。而现在,通过人工智能技术,果园植保的需求得到了比较好的解决。首先借助航拍无人机和大疆刚刚发布的大疆智图软件,将作业区域进行建模,并自动进行AI识别,规划出最合适的3D航线。再将航线规划等任务数据导入到T16植保机中,开始执行•●果园作业。

  通过AI完成作业场景的识别后,植保机了解果树的分布情况,保证植保机在有果树的地方才喷洒,没有果树的地方就停止,这一切都◆▼是自动执行的。相对于传统的整片作业区域均匀喷洒的模式,可节省30%农药和水的使用量。 接下来果树模式还将持续升级。如即将发布的“树心识别”功能,借助AI在短短几秒标识出果园里树木的树心位置,并针对树心进行针对性喷洒。

  以往果园施药人工作业,一人一天大约喷洒10亩左右,而且很容易造成对人的伤害;而在人工智能的帮助下,一台无人机一小时能喷洒60亩果园,节药省水保护健康。

  大疆创新自2012年开始将无人机技术应用于农业领域,并于2015年设立大疆农业品牌。

  基于领先的无人机产品与多年的技术积累,大疆农业联合合作伙伴,共同构建了以人才培养、产品提升、药剂优化、技术升级为核心的飞防生态。旗下的MG系列、T16系列植保无☆△◆▲■人飞机,PCGSPRO,大疆农服App等产品,在多个种植区域实现了应用,并得到用户的广泛认可。

  截止2018年11月,大疆农业中国市场保有量2万台,全国作业面积达到1.3亿亩次,在全国培训了超过1000名维修大师,并培训了14000名专业持证植保飞手。

  未来,大疆农业致力于为全球提供基于无人机技术的农业智慧解决方案,推动全球植保飞防产业的发展革新。

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