Lidar vs. test bench for measurement of drift as affected ... · Unidad de Mecanización Agraria...
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Lidar vs. test bench for measurement of drift as affected by sprayer type, air flow, nozzle type and density of vine canopy
Javier Campos1, Emilio Gil1, Montserrat Gallart1, Jordi Llorens2, Ramón Salcedo1, Jordi Llop1
1 Department of Agro Food Engineering and Biotechnology Universitat Politècnica de Catalunya2 Department of Agricultural and Forest Engineering, Research Group in AgroICT and Precision Agriculture, University of Lleida
14th Workshop on Spray Application Techniques in Fruit Growing – Hasselt (Belgium) May 2017
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Objectives
Layout of the experiment and spray settings
Canopy characterization
Results
Conclusions
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Objectives
Layout of the experiment and spray settings
Canopy characterization
Results
Conclusions
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Determine the effect of nozzle type and air assistance on PPP lossestrough the last row during a vineyard spray application
Evaluate the effect of canopy characteristics on drift reduction dependingof different sprayer’s settings
Evaluate the potential use of LiDAR for estimating drift traversing thecanopy
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Objectives
Layout of the experiment and spray settings
Canopy characterization
Results
Conclusions
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Assays were conducted in two consecutive years Growth stage BBCH 85(late July) with maximum canopy development Two different sprayers were used Different spray adjustments were selected, combining nozzle type and air assistance
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III
III III
III
III
III III
III
Low air assistance High air assistance
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SprayerAir flow
Nozzle type (n°) Pressure (bar)
Droplet size(1)
Application rate
m∙s−1 m3∙h−1 L∙min−1(2) L∙ha−1
Year 1
Master 2000 24.427,507 ATR yellow (10) 8.0 VF 0.92 369
27,507 TVI 80015 (10) 8.0 C 0.98 393
Master 2000 31.134,959 ATR yellow (10) 8.0 VF 0.92 369
34,959 TVI 80015 (10) 8.0 C 0.98 393Iris‐2 14.6 6,423 ATR orange (16) 8.0 VF 1.24 398
Year 2Master 2000 24.4 27,507 ATR yellow (10) 9.0 VF 0.97 413
27,507 TVI 80015 (10) 8.0 C 0.98 418Master 2000 31.1 34,959 ATR yellow (10) 9.0 VF 0.97 413
34,959 TVI 80015 (10) 8.0 C 0.98 418
Iris‐2 15.1 7,804 ATR yellow (20) 9.0 VF 0.97 4137,804 TVI 80015 (20) 8.0 C 0.98 418
Iris‐2 17.5 9,292 ATR yellow (20) 9.0 VF 0.97 4139,202 TVI 80015 (20) 8.0 C 0.98 418
Sprayer settings during the field trials
(1) According to BCPC classification (Doble et al. 1985)(VF: Very Fine; C: Coarse); (2) Flow rate per single nozzle.
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½ row distance1 x row distance2 x row distance
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3.2 m
6.4 m
Year 1
20 m
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1.6 m
3.2 m
Year 2
20 m
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Deposition (on petri dishes)
/
Application rate factor
Normalized Deposition.
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Air characterization
3D ultrasonic anemometerGill instruments, Hampshire, United Kingdom)
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Sprayers settings – Air characterization
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Objectives
Layout of the experiment and spray settings
Canopy characterization
Results
Conclusions
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Electronic canopy characterizationLiDAR SICK MS 200
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Electronic canopy characterizationLiDAR SICK LMS 200
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Canopy characterization with LiDAR
Llorens, J., Gil, E., Llop, J., Queraltó, M. 2011. Georeferenced LiDAR 3D vine plantation map generation. Sensors, 11:6237-6256.
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0,60,81
1,21,41,6
LAI
0
2000
4000
6000
TRV
0250050007500
10000
10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5
LWA
ROW DISTANCE (M)
Year 1
Llorens, J., Gil, E., Llop, J., Queraltó, M. 2011. Georeferenced LiDAR 3D vine plantation map generation. Sensors, 11:6237-6256.
0,6
0,8
1
1,2
1,4
LAI
0
2000
4000
6000
TRV
0250050007500
10000
10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5
LWA
ROW DISTANCE (M)
Year 2
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0,6
0,8
1
1,2
1,4
LAI
0
2000
4000
6000
TRV
0250050007500
10000
10 9,5 9 8,5 8 7,5 7 6,5 6 5,5 5 4,5 4 3,5 3 2,5 2 1,5 1 0,5
LWA
ROW DISTANCE (M)
Year 2
Llorens, J., Gil, E., Llop, J., Queraltó, M. 2011. Georeferenced LiDAR 3D vine plantation map generation. Sensors, 11:6237-6256.
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Objectives
Layout of the experiment and spray settings
Canopy characterization
Results
Conclusions
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Year 1
A (3,2 m) B (6,4 m) V
A (3,2 m) B (5,7 m) V
A (3,2 m) B (5,7 m) V
A (3,2 m) B (5,7 m) V
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Year 1
Deposition Test Bench and CROP (m2 vegetation/m)
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A (3,2 m) B (6,4 m) V
Year 1
Deposition Test Bench and CROP (m2 vegetation/m)
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Year 2
A (1,6 m) B (3,2 m) V
A (1,6 m) B (3,2 m) V
A (1,6 m) B (3,2 m) V
A (1,6 m) B (3,2 m) V
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Year 2
Deposition Test Bench and CROP (m2 vegetation/m)
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Year 2 A (1,6 m) B (3,2 m) V
A (1,6 m) B (3,2 m) V
A (1,6 m) B (3,2 m) V
A (1,6 m) B (3,2 m) V
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Year 2
Deposition Test Bench and CROP (m2 vegetation/m)
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Air injectio
n –High
air
Air injectio
n –Low air
Conven
tiona
l –High
air
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Air injection – Low air
Conventional – High air
Air injection – High air
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a ab b b
a ab ab b
a a a a
b b a c
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Gil, E., Llorens, J., Llop, J., Fàbregas, X., Gallart, M. 2013. Use of a terrestrial LIDAR sensor fordrift Detection in vineyard spraying. Sensors, 13: 516-534.
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Objectives
Layout of the experiment and spray settings
Canopy characterization
Results
Conclusions
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Conventional mistblower generates much more drift than multi‐row sprayer
Air injection nozzles increases the amount of deposit in the nearest area close to the last row (< 5 m)
Large air assistance with conventional nozzles enlarge the contaminated area
Air assistance, sprayer type and nozzle type have different effect of drift:sprayer type > air assistance > nozzle type
LiDAR allows to estimate/evaluate drift potential, but more research should be applied
It seems difficult to quantify the effect of canopy characteristics (density, leaf area…) on the amount of liquid exceeding the last row
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Thank you very much