Application of Agricultural Unmanned Aerial Vehicle for Processing Agricultural Crops

Authors

  • D. V. Kudryavtsev Aerospace Institute of Orenburg State University
  • A. G. Magdin Aerospace Institute of Orenburg State University
  • A. D. Pripadchev Aerospace Institute of Orenburg State University
  • A. A. Gorbunov Aerospace Institute of Orenburg State University

DOI:

https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-3-4-11

Keywords:

agricultural UAV, agriculture, differential application, crops, chemical liquid

Abstract

The paper considers a new method of processing all the necessary surfaces of crops through the use of an unmanned aerial vehicle (UAV). At the moment, the processing of all surfaces of tall shrubs and individual sections of trees with spot spraying of a chemical liquid on a large agro-industrial scale is not possible due to the imperfection of modern methods of processing agricultural crops. The proposed agricultural unmanned aerial vehicle, due to spot cultivation of crops, is able to increase yields and bring additional profits to agricultural farmers. Ease of operation is the most important advantage of the proposed UAV, for the processing of crops using this UAV does not require special skills, as, for example, when operating agricultural aircraft and ground equipment. Depending on the type of crops and the characteristics of the local landscape, the proposed UAV for agricultural purposes will be spraying in the vertical direction (top to bottom) or at a given angle by changing the position of the lever and its further fixation on the boom, as well as processing in the horizontal plane. The degree of direct human participation in the control and management of the UAV is determined based on the choice of the mode of differential application of fertilizers and pesticides for a given area - stationary or dynamic. In an idealized system, a programmed electronic computer (ECM) in the form of a computer, capable of adjusting the flight and the introduction of chemical reagents in a constant mode, will assume the main role in controlling the movement by analyzing the readings of the instrument sensors. All this can be implemented in practice at the proper level with appropriate funding, and the results of such a project in the future will open a new stage in the sectoral processing of crops and pole crops.

Author Biographies

D. V. Kudryavtsev, Aerospace Institute of Orenburg State University

Student

A. G. Magdin, Aerospace Institute of Orenburg State University

PhD in Engineering

A. D. Pripadchev, Aerospace Institute of Orenburg State University

DSc in Engineering, Professor

A. A. Gorbunov, Aerospace Institute of Orenburg State University

PhD in Engineering, Associate Professor

References

Семыкин В. А., Пигорев И. Я. Научное обеспечение инновационного развития сельского хозяйства Курской области // Региональные проблемы повышения эффективности агропромышленного комплекса : материалы всерос. науч.-практ. конф. 2007. № 1. С. 3-10.

Кучкарова Д. Ф., Хаитов Б. У. Современные системы ведения сельского хозяйства // Молодой ученый. 2015. № 12. С. 222-223.

Коротаев А. А., Новопашин Л. А. Применение беспилотных летательных аппаратов для мониторирования сельскохозяйственных угодий и посевных площадей в аграрном секторе // Аграрный вестник Урала. 2015. № 12. С. 38-42.

Использование беспилотных летательных аппаратов в сельском хозяйстве / Ю. Н. Зубарев, Д. С. Фомин, А. Н. Чащин, М. В. Заболотов // Вестник ПФИЦ. 2019. № 2. С. 47-51.

Вторый В. Ф., Вторый С. В. Перспективы экологического мониторинга сельскохозяйственных объектов с использованием беспилотных летательных аппаратов // Теоретический и научно-практический журнал ИАЭП. 2017. № 92. С. 158-165.

Дифференцированное внесение пестицидов с использованием беспилотных летательных аппаратов / Л. А. Марченко, И. Г. Смирнов, Г. И. Личман [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2017. № 4. С. 17-23.

Михайленко И. М. Беспилотная малая авиация в сельском хозяйстве // Агрофизика. 2015. № 2. С. 16-24.

King A. Technology: The Future of Agriculture. Nature 544, S21-S23 (2017). https://doi.org/10.1038/544S21a.

Захаров Р. В., Гайнутдинов И. Г. Применение беспилотного летательного аппарата при десикации масличных культур // Вектор экономики : электронный журнал. URL: http://www.vectoreconomy.ru (дата обращения: 13 ноября 2018).

Методика определения биогенной нагрузки сельскохозяйственного производства на водные объекты / А. Ю. Брюханов, С. А. Кондратьев, Н. С. Обломкова [и др.] // Теоретический и научно-практический журнал ИАЭП. 2016. № 89. С. 175-182.

Haula, Kitonsa & Sergei, Kruglikov. (2018). Significance of drone technology for achievement of the United Nations sustainable development goals. R-economy. 4. 115-120. 10.15826/recon.2018.4.3.016.

Шевченко А. В., Мигачев А. Н. Обзор состояния мирового рынка беспилотных летательных аппаратов и их применения в сельском хозяйстве // Робототехника и техническая кибернетика. 2019. № 3. С. 183-195.

Kangunde, V., Jamisola, R.S. & Theophilus, E.K. A review on drones controlled in real-time. Int. J. Dynam. Control (2021). https://doi.org/10.1007/s40435-020-00737-5.

Технология внесения пестицидов и удобрений беспилотным летательным аппаратами в цифровом сельском хозяйстве / Л. А. Марченко, А. А. Артюшин, И. Г. Смирнов [и др.] // Сельскохозяйственные машины и технологии. 2019. № 5. С. 38-45.

Магдин А. Г., Припадчев А. Д., Горбунов А. А. Алгоритм целевого выбора воздушного судна // Вестник Брянского государственного технического университета, 2019. № 10 (83). С. 48-54.

Kamal, Syed & Jackman, Patrick & Grieve, Bruce. (2014). Minimizing flight time and fuel consumption for airborne crop spraying. Agricultural Engineering International (CIGR Journal). 16. 86-96.

Магдин А. Г., Припадчев А. Д., Горбунов А. А. Улучшение качества работы сельскохозяйственного беспилотного летательного аппарата // Автоматизация в промышленности. 2020. № 2. С. 16-18.

Published

12.10.2021

How to Cite

Kudryavtsev Д. В., Magdin А. Г., Pripadchev А. Д., & Gorbunov А. А. (2021). Application of Agricultural Unmanned Aerial Vehicle for Processing Agricultural Crops. Intellekt. Sist. Proizv., 19(3), 4–11. https://doi.org/10.22213/2410-9304-2021-3-4-11

Issue

Section

Articles