La popolazione mondiale è in aumento, con stime di 8 miliardi di persone entro il 2025. Ma come nutrire la popolazione in crescita preservando le nostre foreste e le riserve naturali? La risposta sta nello sfruttare la tecnologia per utilizzare i nostri terreni agricoli esistenti in modo più efficiente.

Cos’è l’agricoltura di precisione?

Agricoltura di precisione significa rendere il processo di coltivazione o allevamento più accurato e controllato utilizzando la tecnologia dell’informazione e attrezzature ad alta tecnologia come sensori, GPS, sistemi di controllo e robot. Il concetto di precision ag è nato intorno al 1990 con la guida del trattore come applicazione primaria. Oggi l’agricoltura di precisione e l’automazione stanno diventando un luogo comune, dal monitoraggio aereo delle colture all’irrorazione mirata automatizzata. Il mercato dell’agricoltura di precisione sta crescendo in modo esponenziale e, secondo le previsioni, varrà oltre 10 miliardi di dollari entro il 2025.

Il GPS+INS ad alta precisione apre le porte a nuove possibilità

I campi aperti sono un ambiente ideale per il posizionamento GPS in cui la visibilità satellitare è raramente ostruita. Sentera, un’azienda con sede a Minneapolis, sta sfruttando la tecnologia GPS + INS (Inertial Navigation System) di alta qualità insieme alle telecamere multispettrali leader del settore e all’intelligenza artificiale per creare sensori per l’agricoltura di precisione all’avanguardia.

I sensori di Sentera sono pilotati da droni aerei per creare mappe accurate che mostrano la salute delle colture, le posizioni delle erbe infestanti e dei parassiti, nonché i conteggi della popolazione vegetale. Le telecamere RGB e NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) di alta qualità sono abbinate al software di riconoscimento delle immagini AI. Molti problemi di ritaglio possono essere rilevati con le fotocamere NVDI ancor prima che possano essere riconosciuti dall’occhio umano. Le immagini vengono quindi contrassegnate con informazioni precise sulla posizione fornite da un ricevitore multi-GNSS multi-frequenza Septentrio (GNSS: Global Navigation Satellite System di cui il GPS fa parte). Inoltre, le informazioni sulla posizione dell’immagine sono migliorate con l’orientamento 3D (prua, beccheggio e rollio) fornito dall’INS, che è accoppiato con il ricevitore GPS.

Di seguito è riportato un elenco di 5 vantaggi che la tecnologia GNSS+INS ad alta precisione, come i sensori di Sentera, apporta alla mappatura degli allevamenti di oggi:

1. Le mappe precise di erbacce e parassiti servono come input per i moderni irroratori su larga scala progettati per spruzzare con precisione decimetrica. Spruzzare solo dove necessario consente di risparmiare sui costi e riduce l’impatto ambientale dell’uso di sostanze chimiche e fertilizzanti.
2. Quando due diverse specie di piante vengono coltivate in file adiacenti, è necessario un posizionamento preciso per monitorare ogni singola specie. Uno di questi esempi è al confine di collegamento di due diversi campi coltivati. Un altro esempio è un allevamento di piante in cui diversi ibridi di piante occupano piccoli appezzamenti di prova uno accanto all’altro.
3. Il rilevamento sul campo viene completato più rapidamente e copre aree più ampie. L’utilizzo di informazioni di posizionamento e orientamento ad alta precisione elimina la necessità di un software di unione delle immagini. Le immagini vengono proiettate su un modello del terreno e il loro accurato posizionamento viene utilizzato per creare un’unica immagine ortorettificata. Si parla di “georeferenziazione diretta”. A differenza dei tradizionali processi di unione delle immagini basati sulla corrispondenza delle caratteristiche tra due o più foto sovrapposte adiacenti, la georeferenziazione diretta non è sensibile ai requisiti di sovrapposizione delle immagini. Requisiti di sovrapposizione meno rigorosi significano che i droni possono volare in linee più distanti, consentendo una copertura del campo più ampia con una sola batteria.
4. Poiché l’unione delle immagini non è necessaria, la fase di elaborazione delle immagini è semplificata e le statistiche sul campo possono essere ottenute in tempo reale sul sensore, senza la necessità di cloud computing o post-elaborazione.
5. I sensori di posizionamento e fotocamera di alta qualità consentono voli ad altitudini più elevate, aumentando la superficie terrestre catturata in ogni immagine e risultando in un’area di copertura totale più ampia per volo. Piccoli errori nell’orientamento della fotocamera hanno un effetto maggiore sulla precisione della proiezione dell’immagine ad altitudini più elevate, ma i recenti progressi nella tecnologia dei sensori hanno consentito ai droni di volare più in alto pur continuando a raccogliere dati con sufficiente precisione per applicazioni agricole di precisione.

GNSS+INS abilita le immagini ortorettificate senza stitching

Sentera utilizza i ricevitori Septentrio AsteRx-i GNSS + INS per il posizionamento e l’orientamento a livello centimetrico. “Abbiamo scelto Septentrio perché offre il miglior rapporto prezzo/prestazioni sul mercato”, ha affermato Brian Eickhoff, Chief Embedded Software Engineer di Sentera. “Il processo di integrazione è andato liscio e abbiamo visto prestazioni di posizionamento e affidabilità eccezionali. Il sistema GNSS + INS è stato in grado di fornire informazioni di posizionamento e orientamento sufficientemente accurate per creare un mosaico ortorettificato senza la necessità di unire le immagini”.

Le soluzioni per l’agricoltura di precisione, come i sensori di monitoraggio delle colture offerti da Sentera, aiutano gli agricoltori a prendere decisioni informate sulle loro colture. Ottimizzare i raccolti e risparmiare sui costi rende la produzione agricola più efficiente, aiutando gli agricoltori a prepararsi per il futuro.