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。     

我国植保无人机的发展及问题分析

植保无人机是一种新兴的植保机械设备,它能够进行超低空飞行作业,具有作业效率高、施药量小、机动性好等优点,近年来得到了广泛应用。文章通过分析国内外植保无人机的发展现状及其性能特点,提出了植保无人机应用行业当前存在的问题,并预测了未来发展前景。     

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。     

植保无人机抗电磁干扰技术探讨

随着农业航空应用的发展,植保无人机应用越来越普遍,由于农业户外环境出现了越来越多的电磁干扰源,对植保无人机的安全作业提出了更高的要求。为提高植保无人机飞行作业的安全性,引入了无人机抗电磁干扰技术。通过分析国内植保无人机作业可能面临的复杂环境,着重探讨了植保无人机抗高压线电磁干扰的问题,并仿真研究了植保无人机在高压输电线下的安全距离,展望了植保无人机抗电磁干扰技术的研究方向和研究重点。该文可为植保无人机抗电磁干扰技术的研究和应用提供一定参考。     

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。     

遗传算法在植保无人机控制系统中的应用

以无人机飞行控制系统为研究对象,通过对植保无人机的应用进行分析,提出一种双闭环控制方式的植保无人机飞行控制系统。由于作业需求,植保无人机飞行轨迹应根据作业状态进行不断调整,有效避开飞行航线中的障碍物,因此控制系统中兼容一种基于遗传算法的植保无人机飞行避障算法。仿真实验表明：植保无人机在飞行过程中能够有效进行单障碍及多障碍的规避,避障过程存在较小的误差,不会对植保无人机的作业状态产生影响;不同飞行速度对无人机的避障会产生不同程度的误差影响,速度越高,误差越大。     

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.     

RTK技术在植保无人机的应用与发展

随着植保无人机行业的发展,实际应用中对植保无人机作业质量、效率、安全等需求提出了更高的要求,常规GPS定位精度不够,已经很难满足精准农业的要求。RTK(Real-time kinematic)载波相位差分技术被应用至植保无人机。借助该技术,无人机可以实现厘米级的高精度定位,按照预先设置的航线实现厘米级的自主飞行。     

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     

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。     

基于多速率卡尔曼滤波的植保无人机仿地飞行方法

针对四旋翼植保无人机坡地适应性差、作业时定高精度低的问题,提出了一种融合立体视觉、气压计及惯性测量单元(IMU)的多速率卡尔曼滤波估计无人机高度的仿地飞行方法。首先基于无人机实时高度、姿态与最佳视觉检测区域之间的关系,提出了视觉检测区域自适应算法;然后融合多传感器信息建立多速率卡尔曼滤波模型用以估计无人机对地高度;最后通过自主飞行实验对无人机高度估计算法与仿地飞行方法进行验证。实验结果表明,当飞行高度为2 m,飞行速度为1、2、3 m/s时,植保无人机在平坦地面与15°缓坡区域均可实现高度估计平均绝对误差小于20 mm,高度估计标准差小于30 mm;高度控制平均绝对误差小于30 mm,高度控制标准差小于30 mm;本文验证了植保无人机在地形变化场景下仿地飞行的有效性,为植保无人机在复杂地形自动化作业奠定了基础。     

植保无人机飞行控制精度测量方法及不确定度分析

结合植保无人机目前应用的领域及现状,分析其系统组成和指标性能特点。从作业属性和用户体验角度,选取植保无人机飞行质量的检验检测方向为研究对象,提出一种针对植保无人机飞行控制精度指标的测试方法。系统介绍测量设备组成和操作方法,重点对该方法的测量不确定度进行分析和评估,为植保无人机相关的质量鉴定和选型筛选提供一定依据。      

无损检测技术在农业植保无人机检测维护中的应用

农业植保无人机在日常使用过程中,需要加强检测和维护,以避免执行作业任务过程中出现飞行安全事故。将无损检测技术应用在农业植保无人机的检测维护中,可以有效延长无人机生命周期,保障农业植保无人机安全,高效执行作业任务。课题组阐述了目视检测、超声波检测、涡流检测等几种常见的无损检测技术,分析研究了无损检测技术在农业植保无人机检测维护中的具体应用,仅供参考。     

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     

多旋翼无人机飞行载荷对雾滴沉积规律的影响

为研究植保无人机从满载到空载的超低空巡航作业中,飞行载荷下降对雾滴沉积规律的影响,以红旗n-10型四旋翼植保无人机为研究对象,建立其飞行载荷与旋翼转数、飞行载荷与仰俯角的函数关系。以此为基础,运用CFD仿真软件模拟计算飞行速度为0、1、2、3m/s,作业高度为2m,无人机在各飞行载荷作业下的雾滴有效沉积,并进行试验验证。结果表明:等速作业时,由于更强的旋翼风场及更小的机身仰俯角,前、后喷头在大飞行载荷作业时的雾滴有效沉积率优于小飞行载荷;且作业速度越快,有效沉积率相差越大,作业速度为3m/s时,相差达11%。本研究得出雾滴有效沉积率随无人机飞行载荷下降会减小,即雾滴漂移增大的结论,对实际生产具有重要指导意义。     

植保无人机行业标准有待制定规范

<正>我国植保无人机行业归属农业部的农业机械化协会管理,行业规范标准正在规定中。据中国农业机械化协会副秘书长杨林介绍,目前已经形成了初稿,对无人机机体、飞行控制系统提出硬件功能要求。行业标准出台后,还会陆续针对作业质量、飞行规则及人员培训等方面制定相关的规范。无人机技术的提高还有大量的工作要做,尤其是     

实施植保无人机作业效果与分析

指出农用植保无人机通过地面对其进行遥控或设定GPS飞行控制来实现植保作业。通过防控效果监测方法、增产效果监测方法进行农用植保无人机试验,并对验验结果进行了分析。     

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。     

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     

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