مقدمة: التحرك نحو الزراعة الدقيقة
تتغير الزراعة بشكل كبير. يستخدم بعض المزارعين الآن طائرات مسيرة بعرض 3 أمتار ووزن حوالي 160 كيلوغرامًا . يمكن لهذه الطائرات أن تحل محل الجرارات في الحقول شديدة الانحدار أو الوعرة. فهي تقلل من ضغط التربة، مما يجعل الزراعة أكثر موثوقية. كما أنها تساعد المزارعين على البقاء أكثر أمانًا، خاصةً عند العمل على التلال أو الأراضي غير المستوية.
يحدث التغيير الحقيقي عندما تتمكن الطائرات المسيرة من الطيران بمفردها. عليها رصد العوائق، وضبط الارتفاع، والتنقل بأمان دون تحكم بشري دائم. يمنح رادار الموجات المليمترية LinpoWave 4D الطائرات المسيرة أدوات الاستشعار اللازمة للطيران بأمان وكفاءة. وهو يسمح لها بالعمل في جميع الأحوال الجوية وفي مختلف أنواع التضاريس، بما في ذلك الحقول الضبابية والغبارية والرذاذ الكيميائي.
يرغب المزارعون في طائرات بدون طيار توفر الوقت والموارد. تُقلل الطائرات ذاتية التشغيل والمزودة بأجهزة استشعار دقيقة الحاجة إلى الرش المتكرر وتمنع تلف المحاصيل. كما تجمع بيانات عن المحاصيل والتربة، مما يُساعد المزارعين على اتخاذ قرارات أفضل. تستطيع هذه المستشعرات حتى اكتشاف المخاطر الصغيرة، مثل خطوط الكهرباء التي قد تُسبب حوادث.
تقنية LinpoWave: العمل في جميع الأحوال الجوية
تواجه الطائرات بدون طيار تحديات ميدانية عديدة. يوفر رادار LinpoWave استشعارًا عالي الدقة ، حيث يقيس المسافة والسرعة والزوايا الأفقية والرأسية . تساعد هذه القياسات الطائرات بدون طيار على رسم خريطة ثلاثية الأبعاد كاملة لمحيطها وتتبع الأجسام المتحركة. يعمل هذا الرادار بشكل أفضل من الكاميرات أو تقنية LiDAR، التي تعتمد على الضوء وقد تتعطل في الضباب أو الغبار أو الرذاذ. توضح منظمة الأغذية والزراعة (الفاو) أن تقلبات الطقس ستؤثر بشكل متزايد على إنتاج المحاصيل ( الزراعة الرقمية للفاو ).
الرادار صغير الحجم ويستهلك طاقة قليلة. تحتاج الطائرات المسيرة الثقيلة إلى مستشعرات لا تشغل مساحة كبيرة أو وزنًا كبيرًا. يستطيع رادار 77 جيجاهرتز اكتشاف الأجسام على بُعد يصل إلى 350 مترًا بدقة 0.2 متر ، مما يمنح الطائرات المسيرة التي يبلغ وزنها 160 كيلوغرامًا وقتًا كافيًا لتجنب العوائق. يوفر رادار 79 جيجاهرتز صورًا أكثر وضوحًا، ويساعد الطائرات المسيرة على رسم خرائط التضاريس واكتشاف المخاطر الدقيقة مثل خطوط الكهرباء. تشير إدارة الطيران الفيدرالية (FAA) إلى أن هذه العوائق سبب شائع لحوادث الطائرات المسيرة ( FAA Drone Safety ).
تعمل مستشعرات LinpoWave أيضًا في ظروف الرش الكيميائي. لا تستطيع الكاميرات وأجهزة LiDAR الرؤية بوضوح في حالة وجود ضباب. تخترق موجات الرادار هذه العوائق. هذا يجعل الطائرات بدون طيار موثوقة في ظروف الزراعة الحقيقية. يمكن للمزارعين جدولة الرش دون القلق بشأن الطقس. كما يمكنهم تشغيل الطائرات بدون طيار ليلًا أو في الصباح الباكر، مما يزيد من الكفاءة.
كيف يساعد الرادار رباعي الأبعاد في الزراعة
رادار LinpoWave 4D يُمكّن الطائرات المسيّرة من القيام بأكثر من مجرد الطيران. فهو يُبقيها على ارتفاع ثابت فوق المحاصيل ، حتى على المنحدرات. هذا يُسهّل رشّ المواد الكيميائية، ويمنع تلف المحاصيل والتربة.
يستطيع الرادار قياس بنية المحاصيل وكثافتها. تساعد هذه القياسات المزارعين على فهم كيفية نمو النباتات واكتشاف العلامات المبكرة للآفات أو الأمراض. بدمج الرادار مع الذكاء الاصطناعي، يمكن للطائرات المسيّرة تنفيذ عمليات رشّ موجّهة ، حيث تُطبّق المواد الكيميائية فقط عند الحاجة. هذا يُقلّل من الهدر، ويُخفّض التكاليف، ويُقلّل من الضرر البيئي. كما يُقلّل من تعرُّض البشر والحيوانات للمواد الكيميائية.
غالبًا ما تستخدم المزارع الكبيرة عدة طائرات بدون طيار في الوقت نفسه. يستطيع رادار LinpoWave قياس المسافة والسرعة بين الطائرات بدون طيار . هذا يمنع حوادث الاصطدام ويحافظ على سلامة الطائرات. تُظهر أبحاث جمعية الروبوتات والأتمتة التابعة لمعهد مهندسي الكهرباء والإلكترونيات (IEEE) أن الاستشعار القائم على الرادار يساعد الطائرات بدون طيار على الطيران معًا في أسراب بأمان ( IEEE RAS ).
يساعد الرادار أيضًا الطائرات المسيرة على تتبع التضاريس بدقة. على التلال أو الأراضي غير المستوية، يمكن للطائرات المسيرة تعديل الارتفاع آنيًا. هذا يحافظ على توزيع الرش بالتساوي في جميع أنحاء الحقل. بدون الرادار، قد ترش الطائرات المسيرة بشكل غير متساوٍ، أو تخطئ في تحديد المواقع، أو تصطدم بالعوائق. يوفر المزارعون الوقت والمال عند تشغيل الطائرات المسيرة بتوجيه راداري.
التحديات والحلول
يُنتج الرادار عالي الدقة كمية هائلة من البيانات. تحتاج الطائرات بدون طيار إلى أجهزة كمبيوتر سريعة لمعالجة هذه المعلومات آنيًا. يُحسّن LinpoWave تصميم الرقاقة وضغط البيانات ، مما يوفر الطاقة ويحافظ على دقة قياسات الرادار. كما تُحسّن تقنية البطاريات مدة طيران الطائرات بدون طيار، مما يسمح بعمليات أطول في المزارع الكبيرة.
تُعدّ القواعد واللوائح عاملاً آخر. تسمح السلطات للطائرات المسيرة الكبيرة بالتحليق في الأراضي الزراعية النائية، لكنها تشترط أنظمة أمان. يوفر رادار LinpoWave بتردد 79 جيجاهرتز كشفًا دقيقًا للعوائق. هذا يُمكّن الطائرات المسيرة من الالتزام باللوائح أثناء تحليقها تلقائيًا. يمكن للمزارعين استيفاء متطلبات السلامة دون إبطاء العمليات.
كيف يُغيّر LinpoWave الزراعة
يتيح رادار LinpoWave رباعي الأبعاد للطائرات المسيرة التحليق بأمان في مختلف الظروف الجوية والتضاريس. تستطيع هذه الطائرات رش المحاصيل بشكل مستقل، والعمل في أسراب، والحفاظ على ارتفاع ثابت فوق الأراضي غير المستوية. دقة الرادار البالغة 0.2 متر ، ومدى 350 مترًا ، واستشعاره رباعي الأبعاد، تجعل الطائرات المسيرة أكثر ذكاءً. يستفيد المزارعون من تحسين السلامة، وتقليل استخدام المواد الكيميائية، وانخفاض التكاليف، ومراقبة أفضل للمحاصيل.
تجمع أجهزة استشعار الرادار أيضًا بياناتٍ لإدارة المزارع. يُمكّن المزارعين من تحليل أنماط نمو المحاصيل، وظروف التربة، وتغطية الحقول. يمكن استخدام هذه المعلومات في تخطيط الري، ومكافحة الآفات، وجداول التسميد. يُسهم استخدام الطائرات بدون طيار المزودة بالرادار في إنشاء نظام زراعي أكثر دقةً واستدامةً.
الأسئلة الشائعة: رادار LinpoWave 4D للطائرات بدون طيار
س1: ماذا يقيس رادار 4D؟
ج: المسافة، والسرعة، والزاوية الأفقية، والزاوية الرأسية. هذا يُتيح للطائرات بدون طيار خريطة كاملة لمحيطها.
س2: كيف يساعد الرادار الطائرات بدون طيار الثقيلة على الطيران بأمان؟
ج: يكتشف الأجسام على بُعد يصل إلى 350 مترًا بدقة 0.2 متر . تتمتع الطائرات بدون طيار بوقت كافٍ لتجنب الاصطدام.
س3: لماذا يعد الرادار 77 جيجاهرتز مهمًا للطائرات بدون طيار المتعددة؟
ج: يقيس المسافة والسرعة بين الطائرات المسيرة، مما يمنع حوادث التصادم أثناء عمليات السرب.
س4: كيف يوفر الرادار المواد الكيميائية؟
أ: الرش المستهدف يطبق المواد الكيميائية فقط حيث تكون هناك حاجة لذلك، مما يقلل من النفايات والتأثير البيئي.
س5: لماذا الرادار أفضل من الكاميرات أو الليدار؟
ج: يعمل الرادار في الضباب أو الغبار أو الرذاذ ، بينما تتطلب الكاميرات والليدار ضوءًا واضحًا.
س6: لماذا تعتبر الزاوية الرأسية مهمة؟
ج: يُساعد الطائرات بدون طيار على الحفاظ على الارتفاع المناسب فوق الأراضي غير المستوية، مما يضمن رشًا متساويًا.