农业植保多旋翼无人机飞行控制系统设计

【目的】为了确保农业植保无人机能够在合适的位置喷洒农药,提高控制精度、作业效率并降低成本,有必要对多旋翼无人机的飞行控制系统进行优化设计。【方法】本研究团队以STM32F428IGT6芯片为核心,设计了农业植保多旋翼无人机飞行控制系统。首先概述了无人机飞行控制系统的整体架构,该飞控系统由主控系统、惯性测量单元、喷洒系统、空速测量系统等构成。其次,详细分析了无人机飞行控制系统的电源供电系统设计、通信设计、传感器选择、喷洒系统设计等硬件设计。最后,阐述了无人机飞行控制系统的算法设计,主要包括无人机姿态解算和PID控制算法,并介绍了该系统应用优势。【结果】该系统各模块之间执行SPI和CAN总线协议,可以将传感器实时采集的高度、速度、偏航角等参数传输到主控系统中,利用MCU芯片完成参数的分析处理,在此基础上发出新的调控指令,让多旋翼无人机沿着既定航线飞行,在到达特定位置后启动喷洒系统并完成喷药作业。【结论】该系统能让无人机在合适位置喷洒农药,达到远程控制、自动作业的效果,提高了植保作业效率,有利于促进现代农业机械化高质量发展。     

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...     

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。     

智能化无人机植保作业关键技术及研究进展

搭载高性能传感器和施药装备的农业植保无人机系统是精准农业领域具有代表性的智能装备之一。本研究首先从前端田间作业环境动态感知技术出发,阐述了无人机光谱成像遥感、多传感器融合的SLAM实时环境建模等技术在无人机植保作业方面的应用情况;然后对精准施药过程建模与优化控制有关的前沿技术进行了分析,包括旋翼下方风场结构演化及雾滴沉积过程仿真建模、多区域全覆盖条件下的智能作业路径规划、精准变量施药控制等;最后论述了作业效果评估与过程监管相关技术的发展现状,包括施药作业质量评价方法、基于云平台数据管理的全过程可视化监管等。在总结现有技术发展现状基础上,对未来智能化无人机植保关键技术发展趋势进行了预测,阐明了光谱图像获取与计算智能的深度学习识别聚类、基于高精度雾滴谱和风场模型预测的精准变量施药作业路径规划、基于传感器实时数据的作业质量评估和作业监管等新技术手段,将在遥感信息反演、药液飘移抑制、作业效率优化、施药过程管控等方面带来革命性的进步,使植保作业数据化、透明化,全过程可观化可控制,推动农业生产管理从机械化向智能化和智慧化迈进。     

植保无人机在农田病虫害防治中的实践探析

传统农田病虫害防治是通过人工作业进行农药喷洒,农药一般只存留在农作物的顶部,难以对农作物下部产生作用,影响了农作物病虫害防治效果,降低了农作物的产量和经济效益。而植保无人机在农田病虫害防治中具有可控制农药用量、提高农业机械化水平、降低农户用药成本、人工操作便捷等优点。基于此,笔者在分析农作物植保无人机的应用优势的基础上,剖析了其喷洒作业地形要求、节药节水要求及全面植保方案要求,提出了提高植保无人机保有量、开发专业化喷洒药剂、加强政策引导、加快行业标准制定、强化操纵队伍建设等建议,探讨了农作物植保无人机的具体应用前景。结果表明,植保无人机可在不同施药要求的环境下进行低空喷洒作业,作业效率高,可提高农药喷洒效率,减轻了人工作业强度,降低了生产成本,提高了农户收益。     

植保无人机飞控系统与航线规划研究进展分析

应用无人机开展植保作业是有效防治病虫害的重要途径。本文对植保无人机行业发展和相关应用研究进行了综述,分别从植保无人机飞控系统、单机作业航线规划、多机作业调度场景及优化方法 3个角度进行了阐述,以增强植保无人机作业效果与提高作业效率为目标,分析了植保无人机飞行控制系统及航线规划与调度的研究现状。针对植保无人机因作业精度要求高而导致其飞控系统制造成本高的问题,提出应研发低成本、高精度、可适应植保无人机作业需求的测姿器件,开发相应的姿态估计算法;针对植保无人机航线规划、优化调度模型与实际作业需求不匹配的情况,总结了单机作业航线规划与多机调度优化场景、约束条件与优化方法。最后,提出应研发植保无人机自动补给平台,构建基于多机协同的作业管理与调度优化模型,以增强植保无人机在复杂作业环境中的作业效果,提高作业效率。     

农用植保无人机外观造型现状及应用

随着农业耕作技术的不断发展,人力背负喷洒农药的方式逐渐消失,逐渐出现无人喷洒作业。为此,介绍了农用植保无人机的造型与动力技术在农业装备发展上的应用以及特点,通过国内外各类型植保无人机的对比,分析其外观造型在作业性能上的联系与不足,阐述了各类型农用植保无人机农业发展趋势,提出未来我国农用植保无人机在农业发展上的前景。     

农用植保无人机发展研究现状

传统的植保工作只能依靠人工作业,存在费时、费力、效果差以及农药中毒的危险,农用植保无人机具有作业效率高、喷洒效果好、污染程度低及适应环境能力强等特点,正逐渐成为植保作业的主要方式。本文介绍了农用植保无人机国内外发展情况,指出了当前农用植保无人机发展存在的问题及相关解决方案。     

植保无人机关键技术与发展趋势

无人机进行植保作业具有高效、适应性广和操控人员安全等特点。文章从无人机结构、无人机定位导航技术、无人机航迹规划技术、无人机自主避障技术和变量施药技术4个方面对植保无人机关键技术进行阐述与分析,针对多机协同作业技术和喷洒减漂技术,探讨了植保无人机的发展方向。     

基于分布式系统的植保机智能与安全性能优化

针对植保机智能化程度和安全性能无法满足要求以及过多的信息资源造成植保机无法进行合理的任务分配问题，基于分布式系统对植保机进行了设计，并对其智能和安全性能进行优化。为了对多植保机进行调度，解决任务分配问题，对植保机的分布式系统软件进行了设计，包括建立植保机的一对多任务分配模型，并对模型进行人工免疫算法设计，以在较短的时间内得到最优的任务分配方式。为了验证植保机的性能，对植保机进行了多任务分配试验和智能变量喷洒试验，结果表明：植保机可根据飞行任务自动调整喷药量，实现智能变量喷洒，且可快速地对植保机进行任务分配。     

基于网络安全理念的智能植保机设计研究

以植保无人机通信网络安全为研究对象,通过对植保无人机总体应用技术及无人机通信系统进行分析,分析了无人机通信网络安全的影响因素,并提出一种通过飞行轨迹进行安全预测、通信网络中注入噪音以及协作多点通信方式的网络通信优化措施。仿真实验表明:该优化措施能够有效地保障植保无人机在作业过程中通信数据传输安全性,具有一定的推广价值。     

极飞P30 2018款植保无人机

该机由广州极飞科技有限公司生产制造。该植保无人机搭载全新SUPERX3 RTK智能飞行控制系统和XAI农业智能引擎,支持XCope天目自主避障系统,可以在20m外识别半径大于5cm的障碍物的距离与方位角;采用主动近红外照射技术,使得夜间避障依然可靠;全自主飞行,无需遥控操作,简单易学,快速上手,支持一控多机,大幅提高作业效率;首创智能遥控喷洒模式,独具网格化喷洒记忆功能,不重喷,不漏喷。     

秀洲区推动植保无人机规模化应用

正近日,在浙江省嘉兴市秀洲区新塍镇火炬花苑西侧的农田里,一位农民使用遥控器隔空操作一台植保无人机,随着机器翅膀"嗡嗡"一阵声响,无人机按照设定路线在空中缓慢盘旋,随后以"之"字形飞行,通过螺旋桨带动气流,将农药均匀地喷洒在农作物页面上,相比传统人工喷雾效果更佳。据介绍,这是一架新型智能植保无人机,直径超过1米,空载重量18公斤,起飞高度在麦田上方2至3米。智能植保无人机可用于农林植物保护作业,通过地面遥控或自动导航飞行,根据测量数据自主完成喷洒作业,每小时作业可达60亩,每亩喷洒药量只需800毫升。测算数据显示,     

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,     

基于射线检测算法的无人机植保作业电子围栏设计

保障植保无人机执行喷洒作业时不越过作业地块边界,是保证植保无人机作业安全性与高效性的必要前提。设计了一种高效可靠的无人机植保作业电子围栏,能够实时检测无人机是否越界,并在有越界风险时及时发出预警。首先,算法根据作业地块边界、无人机飞行速度等关键要素确定电子围栏报警模型并由此生成安全边界。当无人机飞行在安全边界内时,算法不对其进行越界检测;当无人机飞行于安全边界与作业边界之间时,算法将进行越界检测并同时发出预警,提示无人机操作人员随时准备控制无人机改变航向;当无人机飞行于作业边界之外时,将反馈越界标志,提供给飞行控制系统或无人机操作人员介入控制。测试表明：无人机植保作业电子围栏能够实现高效、可靠的飞行监测,实时检测植保无人机飞行是否越界,并在有越界风险时及时发出越界预警。     

科技创新 引领农业植保新趋势——成都天麒科技有限公司访谈录

<正>中国作为农业大国,拥有1.2亿hm~2基本农田,每年需要大量的农业植保作业。传统的人工植保效率低下,拖拉机植保容易造成损耗,效果不理想。在迫切需要提高生产力的形势下,农业植保无人机诞生了。农用植保无人机,顾名思义,是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,由飞行平台、GPS飞控、喷洒机构三部分组成。飞机采用智能操控,飞控员通过地面遥控器定位对其实     

无人机植保机械化作业优势分析与技术要领

近年来开原市水稻病虫害发生程度逐年加重,传统人工植保作业模式及自走式植保作业机械难以有效应对。无人机植保机械化作业技术以其适应性强、喷洒效果好、操作控制灵活、作业效率高等优点,为开原市植保机械化提供了新选择。通过分析无人机植保机械化作业技术优势与使用要领,为无人机的大面积推广应用提供技术指导。     

植保无人机的保养维护

<正>植保无人机作为一个精密的高科技产品,任何部件的微小变动都会影响其飞行状态和使用寿命。植保无人机进行农药喷洒作业多数在夏季高温、潮湿的环境下,且一次性作业时间一般较长,除了要按照正确的方式操作和使用以外,日常的维护保养和     

潍坊市航空植保无人机技术情况调研

航空植保无人机作业效率高、喷洒效果好,不受作物生长期影响,有效保护操作人员远离农药危害,可广泛应用于山区丘陵地块的农药喷洒作业。潍坊市耕地面积1047万亩,而从事农业作业人员不足,发展航空植保无人机作业能有效解决这一现状,是现代农业的发展趋势。     

植保无人机的应用特点与变量施药技术研究

多旋翼植保无人机是我国农业无人机植保的新方式,近年来不仅发展速度快,而且体现出了显著的作业优势,通过对现阶段农用植保无人机作业特点进行分析,说明了多旋翼植保无人机作业时的优势与不足,并对植保无人机应用变量施药技术的实施方式进行了研究与总结,说明了在植保无人机上应用变量施药技术的必要性。