СПОСОБ ВНЕСЕНИЯ СРЕДСТВА ДЛЯ РАСТЕНИЙ Российский патент 2024 года по МПК A01G25/16 G06F18/21 G06F18/2113 

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к контролю признаков нормального роста растений и принятию решений о необходимости внесения удобрений.

Известен способ обнаружения болезней растений, включающий получение изображения растений, нормализацию изображения по цвету, распознавание по цветовым каналам кластеров, связанных с частью элементов растений, определение визуальных признаков растений с применением машинного обучения, определение степени увечности растений для определенной болезни (заявка на изобретение №2018142757, опубл. 15.06.2020, бюл. №17).

Недостатком известного способа является низкая точность обнаружения признаков болезней растений, связанная с отсутствием сравнения исследуемых растений с контрольными.

Известен способ мониторинга сельскохозяйственных угодий, включающий получение фотоснимка единицы площади угодий, обработку фотоснимка с идентификацией на нем объектов в качестве которых выступают заболевания растений, осуществление подсчета количества идентифицируемых объектов на каждом фотоснимке заданного размера, определение степени зараженности всей площади угодий на основе данных подсчета объектов по полученным фотоснимкам (патент РФ №2695490, опубл. 23.07.2019, бюл. №21).

Недостатком известного способа является низкая точность идентификации болезней растений, связанная с отсутствием сравнения исследуемых растений с контрольными.

Наиболее близким способом того же назначения к заявленному изобретению по совокупности признаков является способ внесения средства для опрыскивания на поле, включающий выявление растения на участке поля посредством оптического и/или инфракрасного съемочного блока; идентификацию всех рядов растений на снятом участке поля; идентификацию ряда растений с применением по меньшей мере одного из следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, прежде всего их зеленая цветовая компонента, инфракрасная компонента выявленных растений, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений; на стадии выявления растений их выявление с применением цветовой компоненты, прежде всего зеленой цветовой компоненты, и/или инфракрасной компоненты; внесение средства посредством опрыскивающего устройства (патент РФ №2767347, опубл. 17.03.2022, Бюл. №35).

Признаки прототипа, являющиеся общими с заявляемым изобретением, - выявление рядов растений на участке поля посредством оптического съемочного блока с применением цветовой компоненты и/или инфракрасного съемочного блока с применением инфракрасной компоненты; идентификация всех рядов растений на снятом участке поля; распознавание рядов растений с внесенным удобрением с применением следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, предпочтительно, зеленая цветовая компонента, и/или инфракрасная компонента выявленных растений, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений.

Недостатком известного способа, принятого за прототип, является низкая точность определения необходимости внесения средства.

Задачей изобретения является повышение точности определения необходимости внесения удобрения.

Поставленная задача решается за счет того, что в известном способе, включающем выявление рядов растений на участке поля посредством оптического съемочного блока с применением цветовой компоненты и/или инфракрасного съемочного блока с применением инфракрасной компоненты; идентификацию всех рядов растений на снятом участке поля; распознавание рядов растений с внесенным удобрением с применением следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, предпочтительно, зеленая цветовая компонента, и/или инфракрасная компонента выявленных растений, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений, согласно изобретения сравнивают полученное изображение с тестовой выборкой и вносят удобрение, при этом в качестве тестовой выборки используют ряды растений, на которые не производится внесение удобрений, а внесение удобрения осуществляют на основании разницы между информацией, полученной при идентификации растений с внесенным удобрением, и с растений тестовой выборки, посредством опрыскивающего устройства или к корням растений в зависимости от вида растений и вида удобрения.

Признаки предлагаемого способа, отличительные от прототипа, - сравнивают полученное изображение с тестовой выборкой и вносят удобрение, при этом в качестве тестовой выборки используют ряды растений, на которые не производится внесение удобрений, а внесение удобрения осуществляют на основании разницы между информацией, полученной при идентификации растений с внесенным удобрением, и с растений тестовой выборки, посредством опрыскивающего устройства или к корням растений в зависимости от вида растений и вида удобрения.

Отличительные признаки в совокупности с известными позволяют повысить точность определения необходимости внесения удобрения.

Для получения максимального урожая сельскохозяйственных культур почву, в которую эти культуры высаживаются, необходимо удобрять. Поэтому в качестве вносимого средства применяют удобрение.

Разные удобрения могут обладать различными физико-химическими свойствами и характеристиками, т.е быть твердыми, жидкими или иметь форму коллоидного раствора, а также являться нерастворимыми и/или малорастворимыми. Такие удобрения нужно подготавливать к внесению, например, переводя их в форму специальной эмульсии. Таким образом, способ внесения удобрений должен быть различным и определяться видом конкретного удобрения и сортом растения. Поэтому в зависимости от сорта растений внесение удобрения осуществляют посредством опрыскивающего устройства или вносят под корни растений, что обеспечивает эффективное использование вносимого удобрения.

Эффективность роста сельскохозяйственных растений зависит не только от недостатка вносимого средства, но и от сорта растения, качества семян, особенностей почвы, ее химического состава, солнечной активности и прочих влияющих факторов. Достоверно выявить зависимость между особенностями роста растений и только одним фактором из этой группы (внесением удобрения) невозможно, т.к. все факторы влияют на рост растений. Таким образом, необходимо использовать ряды растений, на которые не производится внесение удобрений. Эти ряды выступают в качестве тестовой выборки. Метод получения информации с тестовой выборки позволяет наблюдать за группами растений с учетом только одного фактора - в частности, нехватки удобрений, т.к. все остальные из перечисленных факторов будут влиять на растения, как основной группы, так и тестовой выборки. Это позволит повысить точность определения необходимости внесения средства - удобрения.

Вывод о нехватке вносимого удобрения делают на основании разницы между информацией, полученной при идентификации растений с внесенным удобрением, и с растений тестовой выборки, что также позволяет повысить точность определения необходимости внесения средства - удобрения.

Предлагаемый способ поясняется чертежами, представленными на фиг. 1-3.

На фиг. 1 представлен пример одного ряда высаженных растений.

На фиг. 2 показана временная точка №6 для редиса сорта «Шестнадцатидневный».

На фиг. 3 показана временная точка №6 для шпината сорта «Богатырь».

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Посадку сельскохозяйственных растений осуществляют на поле рядами. Специально высаживают несколько тестовых рядов растений, которые в дальнейшем не подвергаются внесению средства, в частности, удобрения. Тестовые ряды растений могут быть в начале, середине и конце поля. Эти специальные ряды назначаются в качестве тестовой выборки.

Посредствам оптического и/или инфракрасного съемочного блока выявляют растения на участке поля.

На снятом участке поля проводят идентификацию всех рядов растений с применением по меньшей мере одного из следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, прежде всего их зеленая цветовая компонента, инфракрасная компонента выявленных растений, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений. Причем на стадии выявления растений их выявление осуществляют с применением цветовой компоненты, прежде всего зеленой цветовой компоненты, и/или инфракрасной компоненты.

Определяют разницу между информацией, полученной при идентификации растений и характерных особенностях их роста, растущих в общих рядах растений и в тестовой выборке.

На основании этой разницы в информации делают вывод о нехватке удобрения для растений, растущих в общих рядах.

Осуществляют внесение удобрения посредством опрыскивающего устройства или к корням растений в зависимости от вида растений и вида удобрения. При этом удобрение вносится растениям только растущих в общих рядах.

Возможность осуществления способа подтверждается следующими примерами.

Для формализации признакового пространства, используемого для определения необходимости внесения удобрений по внешнему виду растений, подготовлен и проведен натурный эксперимент.

Для определения признаков в открытый грунт высажены редис и шпинат. В частности высаженные культуры - шпинат сорта «Богатырь» и редис сорта «Шестнадцатидневный».

Высажены грядки с внесенным удобрением и без внесенного удобрения.

На фиг. 1 представлен пример одного ряда высаженных растений.

Посредством оптического съемочного блока осуществлено выявление растений на участке поля.

Проведена идентификация всех рядов растений на снятом участке поля с применением следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, прежде всего их зеленая цветовая компонента, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений.

По анализу внешнего вида растений в зависимости от количества внесенного комплексного калий-магний-фосфат-азотного удобрения в сравнении с растениями тестовой выборки сделан вывод о нехватке удобрения. Осуществлено внесение соответствующего удобрения.

На фиг. 2 показана фотография редиса сорта «Шестнадцатидневный». Слева показаны растения с внесенным удобрением, справа - растения тестовой выборки (без удобрений).

На фиг. 3 показана фотография шпината сорта «Богатырь». Слева показаны растения с внесенным удобрением, справа - растения тестовой выборки (без удобрений).

Предлагаемый способ обеспечивает повышение точности определения необходимости внесения удобрения.

Изобретение относится к области сельского хозяйства, в частности к контролю признаков нормального роста растений. Способ внесения удобрения включает выявление рядов растений на участке поля посредством оптического съемочного блока с применением цветовой компоненты и/или инфракрасного съемочного блока с применением инфракрасной компоненты; идентификацию всех рядов растений на снятом участке поля; распознавание рядов растений с внесенным удобрением с применением следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, предпочтительно зеленая цветовая компонента, и/или инфракрасная компонента выявленных растений, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений, сравнение полученного изображение с тестовой выборкой и внесение удобрения. В качестве тестовой выборки используют ряды растений, на которые не производится внесение удобрений, а внесение удобрения осуществляют на основании разницы между информацией, полученной при идентификации растений с внесенным удобрением, и с растений тестовой выборки, посредством опрыскивающего устройства или к корням растений в зависимости от вида растений и вида удобрения. Предлагаемый способ внесения удобрения обеспечивает повышение точности определения необходимости внесения средства, увеличение урожайности, снижение расхода удобрения. 3 ил., 1 пр.

Способ внесения удобрения, включающий выявление рядов растений на участке поля посредством оптического съемочного блока с применением цветовой компоненты и/или инфракрасного съемочного блока с применением инфракрасной компоненты; идентификацию всех рядов растений на снятом участке поля; распознавание рядов растений с внесенным удобрением с применением следующих наборов данных: цветовая компонента выявленных растений, предпочтительно зеленая цветовая компонента, и/или инфракрасная компонента выявленных растений, расстояние между растениями, расстояние между рядами растений, стадия роста растений, географические координаты посева растений, отличающийся тем, что сравнивают полученное изображение с тестовой выборкой и вносят удобрение, при этом в качестве тестовой выборки используют ряды растений, на которые не производится внесение удобрений, а внесение удобрения осуществляют на основании разницы между информацией, полученной при идентификации растений с внесенным удобрением, и с растений тестовой выборки, посредством опрыскивающего устройства или к корням растений в зависимости от вида растений и вида удобрения.