约翰迪尔See & Spray Select

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关于Tom Wolf (Nozzle_Guy)

Tom Wolf总部位于SK的萨斯卡通,在喷涂业务方面有33年的研究经验。他在曼尼托巴大学获得植物科学学士学位(1987年)和硕士学位(1991年),并在俄亥俄州立大学获得农学博士学位(1996年)。Tom专注于以研究为基础的实用建议,以提高生产者的效率。

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2021年3月2日,John Deere携其首款产品See & spray Select™进入光学斑点喷雾(OSS)市场。这种“棕色上的绿色”系统在非绿色背景上识别绿色材料,因此适用于种子燃烧前,化学休耕或收获后。它与Cropland的WEEDit和Trimble的WeedSeeker争夺相同的市场空间,但使用的方法略有不同。

See & Spray系统的核心是一个相对简单的RGB摄像机,它直接安装在吊杆上,可以看到前方约1.5米的地方。当摄像头检测到绿色的斑点时,它就会假设这是一株植物,并启动与该植物一致的喷嘴。约翰迪尔说,杂草大小的阈值约为1 / 4英寸(6毫米),并正在评估其实验数据,以确定经验法则的例外情况。

See & Spray Select使用RGB摄像机检测杂草(图片由John Deere提供)

2017年,约翰迪尔(John Deere)对蓝河科技(Blue River Technologies)进行了一项备受关注的收购,后者是一家开创人工智能(AI)植物识别的初创公司,并创造了“See & Spray”一词。然而,约翰迪尔这次宣布的这项技术起源于澳大利亚图沃姆巴附近的南昆士兰大学。该大学的农业工程中心从澳大利亚糖业研究公司、棉花研究与发展公司和Hort Innovation公司获得了一些最初的种子资金,最终与约翰迪尔公司合作。这是农民投资于研究的价值的又一个例子。

Blue River对这个项目做出了贡献,但仍然致力于通过机器学习开发Green on Green OSS。约翰迪尔说,这第一款产品是不断提高喷洒精度的进化的一部分,最终将在树冠内现场喷洒杂草。

See & Spray相机芯片中的像素在初始校准期间被映射,使处理器知道要打开哪个喷嘴。有两种用户选择的模式。在“单喷嘴”模式下,系统打开尽可能少的喷嘴。如果大麻就在一个喷嘴的正下方,那么这个喷嘴就是打开的。如果杂草在两个喷嘴之间,两个都将打开。在“重叠”模式下,检测将开启至少三个,最多六个相邻的喷嘴。这种模式适用于标签上含有特定喷嘴建议的除草剂,如麦草畏。通过将这些尖端安装在现场喷涂位置,可以保证所需的重叠和后续覆盖符合该标签,这是See & spray的独特功能。

由杂草检测激活的喷嘴数量取决于杂草相对于喷嘴的位置,以及用户选择的模式(图片由John Deere提供)

在所有模式下,用户可以指定喷嘴在检测到植物之前和之后喷洒的距离。当吊杆高度变化或移动速度加快时,此功能非常有用,可以额外保证目标将被喷雾覆盖。boom高度范围看到和喷雾是20至47“(50至120厘米),和最大旅行速度是12英里每小时。

See & Spray内置了针对次优情况的应急机制,例如当吊臂落在其高度范围之外时,或当喷嘴速度(不是拖拉机)超过转弯时的最大12英里/小时时,或发生灯光、传感器或处理器故障时。这架吊杆被称为“后退模式”,可以被设置为关闭,或者进入广播模式(使用现场喷雾喷嘴)。这些类型的保险是当今市场上OSS的必要组成部分。

没有OSS系统是完美的。微小的杂草,或者那些被农作物残留物遮挡的杂草,可能会被遗漏。WEEDit的偶然性是“联合模式”,即整个爆炸臂以用户决定的全剂量的部分发射广播喷雾,同时在检测发生时仍保持全剂量的点喷雾能力。减少的剂量足以控制最小的杂草,而对较大的杂草则以完整的标签率喷射。这种能力是通过每个喷嘴的脉宽调制(PWM)控制实现的。

约翰迪尔已经开发了其ExactApply系统的模式来创建相同的结果。被称为“A & B模式”,后喷嘴(ExactApply喷嘴体上的B位置)正在被See & Spray激活。可以要求前喷嘴(位置)在整个臂架宽度上同时喷射。通过选择较小的喷嘴,可以将标签率的一部分应用于广播,同时保持斑点喷涂能力。广播臂是脉宽调制,并保留了ExactApply的带状控制和转向补偿。这种模式还可以通过选择更细、更宽(110度)的角度喷洒在广播臂上,并保留更粗、更窄的风扇角带喷嘴用于现场应用,从而更容易确保覆盖这些较小的杂草。点喷不使用PWM,依靠常规的速度和压力来保证正确的速率。

对于带喷剂和点喷剂,在目标高度上的喷剂宽度决定剂量,因此建议谨慎选择。一个工作表,显示热潮高度在各种风扇角度和喷嘴间距可下载在这里.TeeJet和Hypro提供了一种更窄的平面风扇尖端,但没有一种是低漂移设计。其他喷嘴也在开发中。Agrotop已经开发出了一种低漂移的“现场风扇”,而巴西陶瓷喷嘴供应商MagnoJet也有30度和40度的低漂移喷嘴出售。Wilger还为现货喷雾市场制造了更窄的扇角ComboJet喷嘴。

摄像机感知阈值可以调整以优化特定目标。例如,为了指定特定的杂草大小,可以将杂草放在传感器的视野中,用户可以调整灵敏度,直到正确检测到杂草。与任何更高的灵敏度一样,这存在更多错误检测的风险,导致过度应用。但它给用户一些知识,一个重要的杂草阶段是正确的目标。

See & Spray相机依赖于环境光线条件,John Deere建议不要在黎明或黄昏前30分钟内使用。相比之下,WEEDit和WeedSeeker都可以在任何光照条件下工作。

运行OSS臂架的挑战之一是流量需求的不可预测的波动,从理论上讲,从几个喷嘴喷射到整个臂架在不到一秒的时间内启动。虽然这种极端的例子很少见,但仍然需要复杂的、快速响应的基于压力的流动能力。WEEDit在他们的设备中使用Ramsay阀门来应对这一挑战,而John Deere则依靠其现有的管道设计。

作为工厂安装,See & Spray完全集成到Series 4显示器中,并与JD Link绑定。因此,它可以生成一个高分辨率的地图,显示每个点喷雾激活,由喷嘴。这种能力的农艺用途是重要的,因为它提供了一个非常高分辨率的植物密度图。这种功能也是WEEDit固有的,WEEDit计划在2021年晚些时候发布。

See & Spray Select是一个出厂选项,集成到4600系列显示器中(图片由John Deere提供)

目前,John Deere还没有公布成本,也没有公布对现有ExactApply机器进行改造的计划。

我相信光斑喷雾剂代表了农药应用的未来,这已经不是什么秘密了(在这里看到的).这是一个好消息,看到约翰迪尔进入OSS领域与工厂安装选项。作为农业领域的一支有影响力的力量,它为这一概念提供了可信度,并将使所有争夺这一领域的其他公司受益。常言道,水涨船高。

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