自主无人机在农业施肥与除虫害的应用

针对我国传统的人工农药喷洒方式存在效率低下、环境污染等问题,对一种小型四旋翼无人机飞行器的喷洒控制系统进行研究。控制系统硬件设计采用STM32单片机作为主控芯片,姿态测量传感器采用高精度电子陀螺仪、磁力计、气压计。软件设计方面,将各个传感器采集到的数据通过算法进行数据融合,获取无人机实时姿态,实现对飞行器姿态的识别和控制。算法设计方面使用卡尔曼滤波算法、PID控制算法。该系统能够很好地识别和控制无人机的姿态,准确灵敏地按照操作人员的指示作业,满足低空喷洒农药的需求。     

植保无人机市场探讨

正植保无人机,顾名思义是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,该型无人飞机主要有飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、GPS飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或GPS飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、种子、粉剂等。植保无人机服务农业已经在日本、美国等发达国家得到了快速发展和广泛的应用。1990年,日本山叶公司率先推出世界上第一架无人机,主要用于喷洒农药。我国南方首先应用于水稻种植区的农药喷洒。目前中国的     

农用无人遥控飞行器优势和效益分析

<正>阜新市地处丘陵地带,耕种面积达780万亩,每年需要大量的农业植保作业(即病虫害防治、查勘灾情)。而我市农作物的植保作业基本上是手动机械即人工作业。在植保作业季节,每年都有农药中毒甚至因农药中毒死亡事件发生,且农药残留造成了环境污染的恶果。推广应用农用无人飞行器非常必要。一、农用无人机简介农用无人机由三部分组成:飞行平台(固定翼、单旋翼、多旋翼)、飞控系统、喷洒系统。其作业形式是通过     

基于多传感器融合的无人机精准自主飞行控制方法

为解决我国植保无人机实际作业过程中普遍存在的由空间位置定位精度不足和飞行参数不稳定造成的雾滴分布不均匀、重喷、漏喷等问题,以多旋翼无人机系统为平台,基于ROS(Robot operating system)和MAVROS构建了由协同计算机与开源飞行控制器组成的二级控制系统,结合基于RTK-GPS的绝对位置测量和基于激光雷达的相对距离探测方法,融合外部传感器与飞行控制器板载传感器数据对无人机状态估计进行修正,提高了无人机飞行参数和飞行轨迹的稳定性。为进一步提高植保无人机自主作业性能,基于ROS设计了飞行任务管理系统,实现了无人机精准自主任务点之间的直线飞行。真实飞行试验结果表明：无人机自主飞行过程中水平方向平均定位误差为0.145m,垂直方向平均定位误差为0.053m。     

植保无人机施药效果和飞防技术探析

正目前,重庆市农机化发展进入新时期,智能化、自动化农机装备不断涌现。植保无人机是指配备农药喷洒系统、用于植保作业的旋翼无人飞机。截至2019年,重庆推广应用300余架,多以以电动多旋翼为主,广泛应用于水稻、柑橘果园等飞防植保作业。一、植保无人机施药效果(一)结构植保无人机由飞行器、地面遥控及喷洒系统组成,通过地面遥控或导航飞控实现喷洒作业,如图1。     

农用植保旋翼无人机地面监控系统的设计与实现

植保无人机凭借其低成本、高效率、精准快速作业等优点,在农业植保领域得到快速发展,成为现代农业的一种重要装备。为了能够实时远程监控农用植保旋翼无人机的飞行状态信息,提高无人机飞行作业安全和作业质量,进行更好的飞行控制管理,设计并实现了植保旋翼无人机地面监控系统,可实现与植保无人机的远距离实时通信、监测飞行姿态、显示飞行作业轨迹和飞行控制等操作。地面监控系统采用嵌入式树莓派2作为硬件平台,2.4G无线模块实现数据收发,使用跨平台C++图形用户界面应用程序框架Qt对地面监控系统软件功能和交互界面进行开发,并制定了旋翼无人机与地面监控系统之间的数据通讯协议。该系统实际测试表明:监控系统可长时间连续稳定的工作,有效实现了对农用植保旋翼无人机实时监控与操作。     

多旋翼植保无人机作业特点与安全操作注意事项

多旋翼植保无人机结构简单,使用维护方便,购置成本低廉,在飞防作业时安全性高、飞防精准、农药喷洒效果好、作业成本低,在农业生产中被广泛应用。掌握多旋翼植保无人机作业的特点、作业流程和作业注意事项,有利于提高无人机的使用效率和效果,降低使用成本,保证生产安全。     

便携式植保无人机自主控制模式飞行精度检测系统研究

【目的】提高植保无人机自主控制模式飞行精度的检测能力。【方法】以植保无人机为研究对象,根据NY/T 3213—2018标准要求,提炼出便携式植保无人机自主控制模式飞行精度检测系统性能指标,运用RTK（实时动态）载波相位差分技术原理,搭建便携式植保无人机飞行精度检测系统。系统硬件由基准站（XRTK4）、RTK采集器、数据接收器和测试电脑组成,系统软件设计考虑了软件的模块化、松散耦合、高内聚、易于使用、代码可维护性等原则,整个系统能力框架包含了Mesh网络调试管理模块、设备管理模块、测试任务管理模块、用户管理模块等。检测系统搭建后以3WWDZ-15.2A型农业无人机为测试样机,进行自主控制模式飞行精度试验,对检测系统进行校验。【结果】该检测系统符合标准飞行轨迹检测系统性能指标的要求,可以保证检测系统测量的准确性和精度,测试样机符合NY/T 3213—2018《植保无人飞机质量评价技术规范》要求的自主控制模式飞行精度试验项目。【结论】该检测系统可以提升植保无人机检验检测技术水平,确保植保无人机产品的质量安全,从而提高植保无人机产品综合性能,更好地促进植保无人机产业发展。     

多旋翼植保无人机变量喷洒系统设计

基于脉宽调制(Pulse Width Modulation,PWM)技术设计了多旋翼植保无人机变量喷洒控制系统。该系统由硬件和软件两部分组成,硬件由多旋翼植保无人机起落架、变量喷洒控制器及霍尔流量计组成,软件则实现占空比控制喷洒流量。采用Abaqus有限元分析软件对多旋翼植保无人机变量喷洒系统的关键受力部件进行线性静力分析,结果表明:关键受力部件变形较小,设计合理。此外,进行了占空比与喷洒流量关系实验,结果表明:当占空比为6%~8%时,流量与占空比采用3次多项式得到较好的拟合其可决系数R~2达0.998;当占空比大于8%时,喷洒流量达到最大且不随占空比增加而变化。     

植保无人机应用的发展现状与建议

<正>植保无人机指用于农业植物保护作业的无人驾驶飞机,由飞行平台、飞行导航与控制系统、喷洒系统及操控人员共同组成,通过地面遥控或飞行控制系统,实现低空低量飞行喷洒植保作业。近年来,我国主要农作物植保机械化防治技术得到了较快发展,但对于水稻、油菜、玉米等高秆作物,受种植模式和作物生长特性影响,普通地面机械难以达到后期植保防治要求。同时,随着城镇化不断推进,大量农村劳动力转移到第二、第三产业,农业劳动力日益短缺,发展和推广高效率植保     

喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制

针对所搭载药箱内药液变化导致四旋翼植保无人机喷洒作业品质下降的问题,为实现喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制,提出一种喷洒作业下四旋翼植保无人机的轨迹跟踪控制方法.在考虑喷洒作业下药液变化影响的前提下,建立了四旋翼植保无人机的非线性动力学模型.在原有PD控制的基础上,引入模糊控制器对控制参数进行在线自适应整定,从...     

多旋翼无人机在农业生产病虫害防治的作用及趋势

近年来,我国加强了对多旋翼无人机技术的研究和应用,以多旋翼无人机完成农作物的植保作业在农业生产中得到了快速的应用。通过分析多旋翼无人机在农业生产植保中的作用,说明了影响无人机喷药质量的主要因素,并总结了植保无人机技术的发展趋势。     

基于神经网络算法的植保无人机硬件电路设计

针对现有的植保无人机操控较为复杂的现状,基于神经网络算法进行了硬件电路设计。植保无人机的主要组成包括控制结构、承力结构、升力结构和喷洒结构。为了提高多旋翼无人机的性能,采用BP神经网络对其控制系统进行设计,包括建立模型辨识控制器和逆模型控制器,以达到对多旋翼植保机辨识和控制的要求。为了验证该植保无人机的性能,对其进行控制性能和喷药试验。试验结果表明:植保无人机控制系统具有良好的自适应控制能力,喷药过程稳定,能够满足客户要求。     

农业植保无人机高精度定位系统研究与设计——基于GPS和GPRS

农业植保无人机凭借其高效率、低作业成本等特点,目前正逐步地取代人工植保,成为农业植保领域的一种重要装备。定位系统作为农业植保无人机控制系统的核心,是实现无人机自主工作和飞行的关键,也是无人机进行各项植保飞行作业的基础,研发和设计高精度的无人机定位系统是未来农业植保无人机技术进一步突破和应用的关键。为此,针对GPS定位系统在复杂环境下的稳定性差、定位精度有限、无法为农业植保无人机提供高精度稳定的定位服务的问题,提出了一种基于GPS和GPRS的混合农业植保无人机高精度定位系统的设计,通过该系统可以有效地弥补GPS在复杂环境的定位不足,提高农业植保无人机的定位精度,对进一步促进农业植保无人机技术发展具有非常重要的意义。     

基于高度融合的植保无人机仿地飞行方法研究

多旋翼植保无人机在坡地作业过程中一般作业于作物上方1.5~3 m的近地空中,需要保持稳定的仿地飞行才能保障无人机的安全飞行和喷洒均匀性。提出了一种仿地飞行方法,通过前置毫米波雷达进行坡度判断,在坡度起伏较小时,将差分GPS高度与对地毫米波雷达高度进行卡尔曼滤波融合以提高精度,在坡度变化超出阈值时,将前置毫米波雷达与对地毫米波雷达的高度进行多雷达高度信息融合以提高响应速度,最后采用模糊PID控制算法控制无人机高度。通过仿真和实地飞行测试,实现了植保无人机坡地仿地飞行高度误差小于40 cm的目的,保证了无人机的环境适应能力和喷洒均匀性,为植保无人机在不同地形下的全自动作业奠定了基础。     

启飞Q10 2020 植保无人机

正启飞Q10植保无人机是启飞智能研发的一款经济型畅飞版10L无人机,体积小巧方便运输,结构简单耐用。Q10采用压力喷头及智能化喷洒系统,降低了旋翼乱流影响,提升了药液喷洒的靶向性,在旋翼下压风场配合下,药液可深入作物根部,防治更彻底;喷洒监测系统可实时监测喷洒工作信息(如流量、流速、已喷洒药量等);手动飞行可以预设喷洒流量,飞行速度与喷洒速度的联动设计使喷洒更均匀更安全;在智能航线及AB点航线飞行时,手控接管无人机后系统将停止喷洒,有效的避免了重喷造成的不良影响。可靠的结构设计,喷洒作业尽在掌控,     

基于Android系统的植保无人机监控软件设计

以Android为系统开发平台,设计一种植保无人机监控系统,可实现植保无人机飞行过程的移动控制.通过对植保无人机监控系统功能模块进行设计,并从Android基础理论出发,进行植保无人机控制系统软件设计,完成无人机植保作业过程中的状态监控及飞行控制.测试结果表明:该植保无人机监控系统能够有效地对无人机飞行过程进行控制.     

植保无人机智能喷洒系统的研究

随着科技的快速发展,植保无人机已经广泛应用于农业生产。现有的植保无人机喷洒方式,普遍采用相对比较粗放的作业方式,对无人机驾驶员的手动操作依赖性较高。针对这一问题,为了提升植保无人机的作业质量,对植保无人机的喷洒系统进行智能化的优化设计。植保无人机智能喷洒系统包括智能配药单元、精准喷洒单元和智能监测单元三个部分组成,并利用智能算法进行实时的优化作业,最终实现植保无人机的智能喷洒作业。     

河北圣和农业机械有限公司:以服务大众作立足之本 促技术革新利农机发展

<正>1990年,日本山叶公司率先推出世界上第一架无人机,主要用于喷洒农药。植保无人机,是一种遥控式农业喷药小飞机,机型娇小而功能强大,可负载8-10公斤农药,在低空喷洒农药,每分钟可完成一亩地的作业,其喷洒效率是传统人工的30倍。另外,它还能通过搭载视频器件,对农业病虫害等进行实时监控。植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到     

植保无人机作业技术

植保无人机,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,由飞行平台(固定翼、直升机、多轴飞行器)、导航飞控、喷洒机构三部分组成,通过地面遥控或导航飞控,来实现喷洒作业,可以喷洒药剂、粉剂等。随着土地流转规模的扩大和现代务农人员的转行,科学合理高效地做好农业植保,利用无人机应用于农业植保提高植保效率已成为趋势所在。