在過去的十年里，對農(nóng)業(yè)數(shù)字化的投資增加了十倍，到2026年，對該行業(yè)的資助將進一步增加五倍農(nóng)業(yè)科技已經(jīng)像金融科技和人力資源科技一樣成為現(xiàn)實!風險管理是有效提高利潤率和降低成本的關(guān)鍵工具--在農(nóng)業(yè)方面，數(shù)字化使之成為可能。

農(nóng)業(yè)是人類活動的一個知識密集型領域。農(nóng)業(yè)技術(shù)人員與復雜的生物、工程系統(tǒng)和設備打交道。這種復雜性使得很多現(xiàn)代數(shù)字技術(shù)受到追捧，例如。

●無人機和機器人

●物聯(lián)網(wǎng)

●地理信息系統(tǒng)

●虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)

●數(shù)據(jù)科學工具

●區(qū)塊鏈

●3D打印機

●計算機視覺

在這篇文章中了解更多關(guān)于無人機、機器人及其編程的信息。

無人機從何而來？

無人機開發(fā)領域是最密集發(fā)展的領域之一。造成這種情況的因素有很多，但關(guān)鍵的是無人機可以大大降低運營成本。龐大的領土和執(zhí)行許多常規(guī)技術(shù)操作的需要使無人機成為理想的助手。

無人機與機器人有什么不同？

無人機一詞的起源在語言學家中仍是一個爭論不休的問題。這個名字被認為起源于1934年和1935年之交，當時低空飛行的飛機發(fā)出嗡嗡聲，無法操縱或急劇加速，并發(fā)出獨特的單調(diào)的嗡嗡聲，就像無人機一樣。無人機，從英文來看，確切地說是無人機。長期以來，只有目標無人機被稱為無人機，但在20世紀50年代，特別是60年代，所有無人機，從巡航導彈到當時的無人飛船，都以某種方式自我認定為無人機。

什么是無人機？

這就是 ChatGPT 在人工智能的幫助下解釋什么是無人機的方式：

無人機（四軸飛行器）是一種無人駕駛飛行器，可以自動或遠程控制。它們用于各種應用，包括攝影、視頻、航空攝影、航空掃描、現(xiàn)場評估、安全隱患檢測、實地研究等。

無人機分為：

●飛行——飛機、直升機和混合動力型

●地面和地下——輪式、履帶式

●漂浮 - 水下，水面

●展示無人機和家用無人機 - 用于娛樂和愛好

●組合 - 不同類型的無人機相互組合

根據(jù)應用方法，無人機可以是：

●單個無人機

●團體無人機

●集群無人機

人工智能生成的圖像

飛行無人機分為三個主要亞種：

●飛機類型，由于機翼能夠覆蓋很遠的距離；

●直升機類型，使用旋翼方案；

●混合動力飛行無人機結(jié)合了飛機機翼和直升機旋翼，能夠切換到不同的操作模式。

無人機可用于農(nóng)業(yè)；

●干燥（收獲前植物組織脫水）

●噴灑農(nóng)藥、除草劑、殺蟲劑等

●播種

●監(jiān)控設備、花園和田地的灌溉系統(tǒng)

●著陸條件分析

●監(jiān)控任務的執(zhí)行

●領土的保護

飛行無人機非常有效，但地面無人機比它們有一些不可否認的優(yōu)勢。地面無人機的工作時間更長，在某些任務中更經(jīng)濟、更準確，而且用途更廣、更安全。除了空中監(jiān)視和遠距離快速移動外，它們幾乎可以執(zhí)行與飛行相同的所有操作。

另外，我想指出組合無人機進一步發(fā)展的前景，組合無人機是比無人機更復雜的機器人。

機器人是一種執(zhí)行編程動作的機構(gòu)。他借助傳感器、感應器、麥克風和攝像頭感知周圍的世界，并為特定任務建立行為模型，還可以以某種方式影響物理世界。

農(nóng)業(yè)中的無人機和機器人

無人機和機器人如今在農(nóng)業(yè)中得到積極應用。他們的任務各不相同：施肥、播種、用紫外線處理植物、監(jiān)測田地、放牧羊群。以下是一些“在田間”使用智能助手的例子：

●上岸狀況評估 無人機使用傳感器收集數(shù)據(jù)，然后對其進行分析并向農(nóng)學家發(fā)出問題信號。這種設備配備了一個機械臂，可以收集成熟的水果。如果在這樣的無人機后面拉一輛推車，那么它仍然可以運來必要的藥品；

●除草除草機器人可以在田間待上一整天——最多八個小時。他們有計算機視覺和燃燒雜草的特殊激光。他們不僅進行除草，還收集數(shù)據(jù)并將其發(fā)送進行分析；

●基于衛(wèi)星和無人機圖像分析的害蟲攻擊預測；

●苗木測繪觀察、人工林灌溉；

救援無人機：一些無人機尋找生病的動物或植物，并向農(nóng)民發(fā)出問題信號，從而使農(nóng)作物和牲畜免于疾病和滅絕。

在“數(shù)字花園”圖中的 RSHB播客中，Agrofly 初創(chuàng)公司的創(chuàng)始人兼首席執(zhí)行官 Sergey Terekhin 談到了如今俄羅斯農(nóng)民購買無人機是否有利可圖，還是租用無人機更好。還有 - 如何使用飛行機器人。

無人機程序員做什么的？

設計工程師設計、制造并測試無人機。另一方面，程序員開發(fā)軟件，沒有軟件飛機將無法執(zhí)行實際任務。大約 10 年前，無人機編程行業(yè)取得了重大進展，當時機器人操作系統(tǒng) (ROS) 開源項目開發(fā)了用于編譯機器人控制應用程序的庫和工具。當時項目的創(chuàng)建者根本沒有想過ROS的商業(yè)用途。ROS 現(xiàn)在被認為是構(gòu)建機器人應用程序的領先操作系統(tǒng)。該平臺為程序員提供了豐富的功能和工具、工作算法以及訪問全球工程師和科學家生態(tài)系統(tǒng)的途徑。

機器人操作系統(tǒng)確保傳感器、3D 地圖、安全路線規(guī)劃器和 SLAM 的正確交互。軟件環(huán)境由一組相互交互的獨立節(jié)點（node）組成。主 ROS 節(jié)點是“主節(jié)點”。該模塊的主要功能是注冊其他應用節(jié)點。這些節(jié)點中的每一個都是一個 Linux 進程。ROS 系統(tǒng)提供了一種在各個節(jié)點之間同步和傳遞消息的機制。這些消息可以是傳感數(shù)據(jù)、點云、視頻幀、參數(shù)和控制命令。節(jié)點可以在不同的機器上運行，并通過網(wǎng)絡接口進行通信。

按照ROS開發(fā)者自己的說法，設備編程不需要什么高超的技能，只需要具備嵌入式軟件和控制系統(tǒng)的基礎知識即可。因此，對于那些已經(jīng)有編程經(jīng)驗的人來說，理解和開始開發(fā)無人機軟件會容易得多。

無人機程序員做什么？

●為無人機的控制和導航系統(tǒng)創(chuàng)建軟件

●開發(fā)控制系統(tǒng)的循環(huán)圖

●模擬導航和飛行路徑

●創(chuàng)建檢測和繞過障礙物的系統(tǒng)

●制作空間地圖

●維護和維護無人機軟件

對無人機程序員的要求；

●精通C++或Python編程語言；

●使用 ROS 或 OpenCV 的經(jīng)驗

●優(yōu)秀的技術(shù)英語知識；

●有為無人機或任何嵌入式軟件開發(fā)算法的經(jīng)驗。

程序員使用地圖幫助機器人和無人機在太空中導航。機器人的自主導航基于三個基本原則：

●建筑地圖 - 制圖；

●空間定位 - 本地化；

●路徑規(guī)劃；

繪圖的任務是回答機器人的問題：“周圍的空間是什么樣子的？”在映射期間，來自各種傳感器的數(shù)據(jù)被傳輸?shù)綑C器人。根據(jù)處理后的數(shù)據(jù)，構(gòu)建世界地圖。

定位的任務是回答機器人的問題：“我在哪里？”在定位期間，機器人確定其相對于地圖的位置，地圖可能已經(jīng)為機器人所知或?qū)崟r生成。在先前已知的地圖上進行定位時，無論機器人身在何處，都必須能夠確定其位置。

路徑規(guī)劃的任務是回答機器人的問題：“我怎樣才能到達目標點？”地圖上的目標點可以由機器人操作員或機器人本身設置。機器人必須能夠獨立地在地圖上鋪設到目標點的運動軌跡并到達。此外，運動軌跡必須是最佳且安全的。

機器人編程的基本方法

●SLAM（同步定位和映射）是機器人技術(shù)中最流行的同步定位和映射方法。建圖和定位之間有著密切的關(guān)系：在機器人周圍的未知環(huán)境中，這兩個過程不能分開。使用此方法時，機器人必須知道其確切的當前位置才能構(gòu)建地圖。他需要一張好的地圖來確定他現(xiàn)在的位置。使用該方法的一個例子：操作員遠程控制沒有準備好的地圖的機器人的運動，但使用傳感器實時構(gòu)建它并通過里程計和傳感器在空間中定位。

●主動定位是一種主動定位方法，它使用路徑規(guī)劃來引導機器人到地圖上的目標點來細化其當前位置（定位）。使用該方法的一個例子：機器人有一張準備好的周圍空間地圖，并自行移動到目標點（無需操作員自主）。同時，在移動過程中，機器人可以通過地圖上的特定控制點，例如，為了固定位于墻壁上的特殊黑白標記，其身體上安裝了攝像頭。通過分析以這種方式看到的每個標記，機器人可以明確其在地圖上的位置。

●探索是一種探索方法，它假設機器人能夠確定其確切位置。該方法著重于機器人在未知環(huán)境中的高效運動，以實時構(gòu)建地圖。使用該方法的一個例子：機器人沒有準備好的地圖，在沒有操作員參與的情況下獨立移動。同時，機器人實時地為它移動到一個未知的領域，不斷地構(gòu)建地圖并規(guī)劃它的路線。

●SPLAM（Simultaneous Planning, Localization and Mapping）是一種結(jié)合了定位、建圖和路徑規(guī)劃的方法。使用該方法的一個例子：機器人是自主的，沒有準備好的地圖，幾乎沒有關(guān)于它周圍世界的現(xiàn)成信息。他實時獨立構(gòu)建地圖，在地圖上定位并計劃他的進一步移動。

硬件

飛行控制器負責無人機的飛行和電機的轉(zhuǎn)動。通用平臺的一個示例是配備 ARM 處理器和 PX4 固件的 Pixhawk 板。固件代碼以特殊的“循環(huán)軟件”模式編譯，允許您在 PC 上進行測試。

模擬

Gazebo軟件真實模擬器用于模擬無人機的操作并對軟件進行評估。

虛擬環(huán)境中的基礎模型是虛擬機器羊多莉，作為對 Gazebo 和 ROS2 的動手介紹。多莉背著重物跟著你。該手推車配備兩個電動輪子，使機器人能夠使用激光掃描儀操縱和檢測前方的物體。

資訊網(wǎng)

為了感知周圍的現(xiàn)實，機器人配備了各種傳感器，其操作也可以在 Gazebo 中建模：

●激光雷達

●深度相機

●激光/超聲波/紅外線測距儀

●接觸傳感器

●雷達

●加速度傳感器

●陀螺儀

●磁力計

●氣壓計

機器人和無人機程序員的前景如何？

軍事和工業(yè)部門、農(nóng)業(yè)、制圖、航空攝影、無人物流和其他領域都需要無人機軟件開發(fā)人員。對這些職業(yè)的需求只會增長。

程序員可以使用以下細分行業(yè)：

●資訊科技公司

●四軸飛行器和無人機的供應商和制造商；

●國有企業(yè)

●機器人研究所

●執(zhí)法機構(gòu)（FSB、交通警察、FSO）

●軍事部門

●工業(yè)企業(yè)（建筑、采礦等）

●運輸公司和送貨服務

●農(nóng)場和農(nóng)業(yè)公司