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          基于大数据技术的农业无人机应用探析

          来源:原创论文网 添加时间:2020-01-18

            摘    要: 大数据在一般情况下难以使用普通的软件对数据进行整理、分类和分析,因此需要结合高效的软件设备进行应用,通过农业无人机的使用,可以结合大数据技术对获取的信息进行快速分析,使数据得到有效的处理,这样得到的信息可以作为管理中的依据。本文对大数据在农业无人机中的应用进行了详细分析。

            关键词: 大数据; 农业; 无人机; 应用;

            1、 引言

            农业无人机作为无人机应用中的一种类型,结合大数据时代技术,使无人机的功能范围扩大。当前农业行业中,通过使用无人机使农业种植的效率提高,结合无人机的技术特点,使农业生产过程得到了有效的管控。农业数据可以被传输到云端进行保存,使管理更加的便捷高效。因此,需要进一步完善农业无人机技术,使无人机在农业中得到广泛应用,促进农业的发展。

            2、 无人机设备介绍

            无人机在应用中的设备由无人机平台、传输装置和地面站组成,其中使用的设备为大疆的产品,型号为Phantom4Pro的无人机,工作时间为30分钟,可以进行避障。在应用中可以进行双模式特点的定位,通过无线进行传输,速度能够达到Class10,距离为7km。收集数据的部分为传感器,传感器可以对数据进行采集,使无人机获取到相关的信息,并且结合气压、风向以及速度等进行灵活的调节,适应性较高。在飞行设置中包括方向舵、副翼舵、升降舵,通过舵面的变化而使无人机的方向得到改变,同时可以调节自身的姿态,对飞行过程进控制。

            图像采集设备为下方搭载的1英寸CMOS影像传感器,2000万有效像素。无人机采用Wi Fi无线通讯方式,信息传输容量大,实时性好。通讯装置通过PID控制方法和通讯接口将数据实时传送地面站,JPEG格式图像由天创UB570型图像采集卡转换为数字信号后进行分析处理。大数据分析需要PB级数据的读取和写入,大型的建模和运算必不可少。地面站的大数据分析硬件为x86架构的PCServer型服务器,配置锐龙AMDRyzen7型2路8核CPU,DDR4型128GB内存和Intel I350T2型千兆网卡,可以满足运算速度、存储空间和分析结果展示的要求。

            3 、无人机处理流程

            无人机在数据采集过程中需要按照相应的处理流程操作。无人机设备中的传感器以及摄像设备都需要在网络环境中明确协议之后才能进入到交换机中。交换机通过网络连接到数据收集系统找,使数据实现传输交换,执行时间同步的协议之后,将交换的延时时间缩短,使数据的传输更加的高效。由于搭载装置具有一定的影响,无人机不能对大数据进行处理,需要将数据传输到地面站中,而传输的过程中使用的为无线的形式。结合数据的基础,大数据技术具有更加高效的特点,使传输的过程更加的快捷稳定,采用通讯链路的方式和数字调制宽带,使地面站收到数据,之后对其进行分析。地面站同时能够对数据进行记录,使数据得到整理,结合实际情况对数据进行重放处理,之后再开展分析等环节。在大数据的分析下,这些环节使服务器发挥出了重要的作用,将数据的利用率提高。大数据还具有半结构特点和非结构特点,通过并行处理的技术将分析的效率提高。在数据的记录中,需要对数据进行监测,将其进行分类,根据数据的类型将其下发到对应的系统之中,另外,通过知识库的结合,使信息数据挖掘的过程更加的高效。经过综合监测以及分析之后将结果汇总到存储管理的部分之中,建立数据库,可以便于进行参考使用,得到更好的效果。
           

          基于大数据技术的农业无人机应用探析
           

            4 、无人机软件算法

            对大数据进行分析采用的技术为Ha-doop技术,这种技术结合分布式的处理软件进行应用,在Ha-doop中有通用的模块、分布式文件等内容,在分布式的文件系统中含有文件存储,通过这部分的功能将信息进行存储,在节点中建立分布式文件的结构。这种技术能够进行计算分析,准确性较高。在航线的规划中一般使用这种方式进行计算分析,结合路径不合理的理论基础来自作业区域重复造访,为了将这种问题减少,可以采用优先的方式对路径进行规划,将同一行中的区域作为下一个规划的区域,使规划中覆盖所有的部分。飞行中的控制由二维跟随算法实现,将飞行中的位置坐标建立,计算角速度,得到无人机的航线。在航线的规划中,航向的角度和理论相同,根据这种原则将无人机的航向进行调整,使航向和规划接近,将两者之间的差异进缩小,之后可以根据规划进行飞行。图像的处理功能可以对图像部分进行识别,将颜色空间中的分量作为方差分析的内容,之后进行二值化处理,得到最大的阈值,通过服阈值的分割,使背景区域得到划分。

            5 、无人机应用测试

            将无人机在实际的应用中进行分析,通过对其航线规划、飞行控制以及图像的处理等进行功能分析,和一般的航线规划方式比较,在确保质量相同的条件下,使用大数据进行航线分析规划的覆盖效果更好,无人机的转弯次数也比较少,同时整个流程花费的时间要更短。在飞行中,无人机可以间隔一定的时间对航线的偏离情况进行记录,使航线可以得到准确的分析,通过大数据的分析使航线误差得到了有效的控制,可以在飞行过程中更快的恢复到正常的航线之中,并且可以维持一定的高度进行飞行。使用无人机进行信息采集,对农业种植的情况进行图像处理,获得的信息比较全面。经过分析之后,可以快捷的识别出农田中杂草和作物的颜色差异,将存在差异的区域以黑色来呈现,达到准确的区分效果。

            将冬小麦作为应用例子进行分析,这种作物在种植生长的过程中包括五个阶段,为了对其产量进行分析和评估,需要由技术人员对各个阶段进行分析和测试,才能得到相应的信息。使用无人机可以在冬小麦耕地区域进行飞行巡查,通过无人机的信息获取来分析小麦的生长情况和状态,使小麦的状态更加清楚的呈现出来。将采集的信息传输到云端后,可以和其他地区的农作物进行比较分析,针对小麦的情况,采取有效的措施进行处理,使小麦的生长得到完善。无人机在飞行中会出现较多的数据,一般的设备难以对数据进行处理,通过大数据技术的结合使无人机在实际应用中的效果加强,采用无人机在农业种植中进行信息获取,使管理的效率提高,并且对数据进行高效的处理,获得更多的信息。将无人机用于农业管理中,使航线得到有效的控制,并且对飞行过程中的图像进行处理,结合大数据对数据进行分析,可以得到更好的效果。

            6、 结束语

            当前的农业领域技术发展为农业带来了较多的帮助,通过先进的科技设备使农业管理的水平提高,减少了人力劳动的投入,同时提升了效率。通过无人机设备的使用,可以对农业种植情况进行全面的勘察,还可以将信息进行收集和处理,结合大数据技术,使无人机功能得到完善,具有更好的计算效果,使信息的处理准确性提升。通过应用这种技术,可以使农业领域得到更好的技术支持。

            参考文献

            [1]张庆杰,郑二功,徐亮,等.森林防火无人机系统设计与林火识别算法研究[J].电子测量技术,2017(01).

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