植保无人机仿地定高飞行控制技术的应用现状及展望

随着中国农业信息化、智能化的发展,农业生产对植保无人机的作业质量越来越重视。植保无人机进行仿地定高飞行作业,是提升植保无人机作业质量的关键。回顾了多种传感器和多传感器信息融合技术的研究与应用的进展,概括和总结了超声波传感器、激光雷达、毫米波雷达、GNSS、气压传感器、视觉传感器和多传感器信息融合技术在定高飞行技术上的应用。并对上述传感器技术和仿地定高飞行控制方法进行了局限性分析,在此基础上,结合植保无人机作业场景的特点,提出对植保无人机仿地定高飞行进行区域划分,并提出姿态调整控制策略。通过对植保无人机仿地定高飞行的控制方法进行系统分析,探讨了适合植保无人机的适应性广、可靠性高且成本较低的测距方法及仿地控制方案,提出了多种传感器组合定位、人工智能场景识别定位、基于模型设计的高精度定高控制系统等解决方案,为植保无人机更好地实现精准作业提供有效的参考。     

基于太阳能的植保无人机续航提升方案

在农业领域对无人机的任务需求中,续航问题无疑是目前植保无人机所面临的重要问题之一。由于电池生产技术的瓶颈,目前植保无人机的有效作业时间大都被限制在12 min左右难以突破。太阳作为一个取之不尽用之不竭的“无源”动力得到了特别的关注,因此设计了一种基于太阳能的植保无人机续航提升方案。在六旋翼无人机平台上对方案的可行性进行实验,结果表明,安装了太阳能续航模块后的无人机相比安装前,飞行续航时间平均提升了70 s。该方案基于多轴无人机飞行平台,在无人机工作时将太阳能转化为电能为锂电池续电,从而减少锂电池在飞行时的电量消耗,增加植保无人机的有效作业时间,在一定程度上缓解了当前植保无人机的续航问题,并能够向其他基于无人机平台的应用延伸。     

基于农服平台的植保无人机任务分配与路径优化

为解决农业社会化服务平台下植保无人机“单基站-多无人机”模式任务分配调度的精细化匹配问题,建立了任务分配调度的两阶段混合整数规划模型。首先,引入了考虑温度影响下的农药药效可变时间窗、植保无人机农田中飞行模式选择、变动耗电速率等农业参数变量,在快速精准解决农户分散的植保需求条件下,求解出植保无人机任务分配调度的成本最小化目标;然后在保证其他参数不变的情况下,分别改变植保无人机的电池额定续航时间、农田中的飞行模式、温度对应的最佳药效可变时间窗和需求大小4个参数,研究了植保成本的改进情况。结果显示,各植保无人机搭载续航时间长的电池、在农田中选择长边转弯栅格形飞行、选用发挥最佳药效温度范围大的农药种类和提高单位时段平台服务量上限策略,分别可以降低40.02%、12.45%、21.17%和39.19%的植保成本。以上结果表明,引入了具体农业生产要素的混合整数规划的模型科学有效,更适用于农服平台的植保无人机任务分配调度。     

迎风飞翔,豫飞通航

正植保无人机是用于农林植物保护作业的无人驾驶飞机,通过地面遥控或GPS飞控,实现喷洒药剂作业。无人机植保作业与传统植保作业相比,具有精准作业、高效环保、智能化、操作简单等特点。近年来,植保无人机在智能化方面发展迅速,包括作业信息智能化采集与处理、自主飞行控制、作业路径自主规划、智能化精准喷施技术,是智慧农业的重要组成部分,开展植保无人机施药技术装备研发生产与服务体系建设具有十分重要的意义。     

植保无人机航空喷施飞行质量的试验与评价

【目的】植保无人机的飞行质量是航空喷施作业效果的重要影响因素。探讨不同类型和不同控制方式的植保无人机航空喷施作业的飞行质量和作业效果,为航空喷施作业机型的选择和植保无人机技术的改进提供数据支持和指导。【方法】采用微轻型机载北斗导航定位系统,获取半自主飞行控制模式下单旋翼油动植保无人机(SoUAV)、单旋翼电动植保无人机(Se-UAV)和半自动四旋翼电动植保无人机(Saqe-UAV)以及全自主控制模式下四旋翼电动植保无人机(Faqe-UAV)的飞行轨迹和飞行参数,并对飞行质量(包括飞行参数均匀性、航线精度和航线长度均匀性)进行了分析和评价。【结果】四旋翼植保无人机飞行质量优于单旋翼植保无人机,且Faqe-UAV飞行质量优于Saqe-UAV;Faqe-UAV在整个作业区域内的飞行参数变化的均匀性最佳,飞行速度和飞行高度参数变化的均匀性分别为3.66%和4.67%;Faqe-UAV的平均飞行航线偏差最小,为0.172 m。飞行方向对Saqe-UAV飞行参数的影响显著,但对Faqe-UAV飞行参数的影响不显著;航线长度对Faqe-UAV飞行参数的影响显著,但对SaqeUAV飞行速度的影响不显著。【结论】在航空喷施作业过程中,全自主控制方式下四旋翼电动植保无人机飞行质量最佳,对药液喷施质量更有保障。     

“互联网+”精准农业航空服务平台体系架构设计与实践

【目的】为农业航空植保作业服务商和终端农户提供沟通和服务的桥梁,推进农业航空标准的建立,推动科研院校的成果转化,对全国植保无人机实施跟踪和监管,促进农业航空市场规范,普及农业航空技术在精准农业中的应用,实现农药化肥施药零增长。【方法】利用"互联网+"的思维和方法,结合我国农业航空的发展状况与农业航空服务的特点,设计1套"互联网+"精准农业航空服务平台体系架构。采用大数据技术、云计算技术、移动应用技术以及HTML5等新一代信息技术,进行精准农业航空服务平台的底层架构设计、服务作业流程设计、用户界面设计以及数据库设计等。【结果】建立了精准农业航空服务的互联网综合服务平台,包含植保服务管理、作业效果评估管理、无人机检测管理、植保无人机监管、大数据应用等系统功能。它具有良好的平台特性、用户特性、大数据特性和扩展性。【结论】平台的体系架构能满足农业航空植保用户、植保服务商对植保作业服务简化操作的需求,同时实现了政府和有关部门对数据进行信息化有效管理的目的,并且通过数据分析与挖掘等技术手段提供多种增值服务,实现精准农业航空服务生态圈的有效良性循环,让农业航空更好地为我国农业现代化服务。     

农用小型无人机转弯掉头模式及全区域覆盖下作业路径规划与优化

【目的】具备自主飞行、航线规划与优化、精准控制与变量作业能力是农用小型无人机(Agricultural smallunmanned aerial vehicle, ASUAV)的发展方向。本研究为ASUAV在全区域覆盖下自主飞行作业前的航线拐点坐标解算、飞行航向、起降点位置以及转弯掉头模式等提供优化选择。【方法】利用基于自主恒速飞行和最小转弯半径约束的无人机转弯掉头策略,分析并设计了任意凸多边形作业区域下无人机的路径规划方法,提出了基于幅宽微变的航线归整法路径规划方案,并对结构化农田区域实现全区域覆盖条件下的路径进行了规划与优化选择。【结果】基于最优转弯掉头模式下的ASUAV全区域覆盖路径规划方法适用于任意凸多边形结构的农田区域,GUI程序在解算地头边界航线拐点坐标的同时能优化选择出效率最高的飞行作业航线。在试验田随机规划出一个面积约为2.7 hm2的不规则凸六边形田块,仿真发现当无人机沿着平行于最长边飞行作业时,其空行行程最短,约为540 m,工作效率也最高,接近90%。【结论】经过优化选择后的ASUAV掉头转弯模式、起降点位置、飞行航向以及解算后航线拐点坐标等可以实现全区域覆盖,研究结果为ASUAV自主飞行作业提供了参考。     

“粮经饲”种植结构优化方法与对弈式操作策略

【目的】优先推动"粮经饲"作物种植结构优化,促进农业供给侧结构性改革,可加快培育农业农村发展新动能,实现乡村振兴战略。【方法】关键在于查清种植业分区特色与种植现状,总结好当地专家和经营者经验与知识,充分挖掘农田作物适宜性潜力,科学预测市场供需与经济期望,采用多目标评估方法,开发对弈式智能化操作平台。【结果】推广应用基于种植业时空大数据的对弈式智能化软件平台,可产生区域种植结构优化方案,达到稳定粮食生产,提升经济作物效益以及尽可能多地扩大饲料作物种植面积,以支持或扩大养殖业,发展加工业和服务业,延伸农村产业链,实现乡镇振兴目标。【结论】多目标评价方法与对弈式智能化操作策略,适用于种植业结构优化或农业供给侧结构改革等多目标问题,平台运行过程中发挥决策者的主导作用,能够确保结构优化规划方案的科学性与可行性。     

农业机器人研究进展评述

【目的】系统梳理农业机器人研发现状,归纳凝练目前存在的关键科学问题,明确未来发展分析,促进农业机器人更好服务于农业生产,提高农业生产的机械化和智能化水平。【方法】通过对国内外大量文献资料的收集、查阅,总结梳理了当前国内外农业机器人的研究现状与应用现状。【结果】目前农业机器人总体包括植保机器人、采摘机器人、信息采集机器人、移栽嫁接机器人4种典型机器人,机器人的共性系统及关键技术主要包括:自动导航与路径规划、作物目标识别与分析、机械臂自主规划与控制、多机协作和智能交互。【结论】当前农业机器人在农业中的应用越来越广泛,但推广与普及的主要瓶颈是农业机器人的制造成本问题和智能化程度问题,农业机器人未来主要研究方向是低成本高适应性的开放性机器人研究和"农业大脑"智能决策体系的构建。     

植保无人机使用注意事项

正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、导航飞控、喷洒机构组成,按动力来源可分为油动和电动两类,按机型结构可分为固定翼、单旋翼和多旋翼植保无人机(见图1、2、3)。通过地面遥控或导航植保无人机,可以实现药剂、肥料的喷洒作业,还可以拍摄传输病虫信息图像等,具有施药效率高(约为人工施药速度的30倍)、作业安全性强(减少农药中毒风险)、防治效果好、节水省药环保等多种优势。近几年来植保无人机在农业生产上获得了快速推广应用,成为了广大     

生态旅游潜在客源市场特征的调查研究--以湖南永州金洞森林旅游开发为例

为探明客源市场生态旅游消费的潜在特征，采用问卷调查的形式，就长沙市居民对湖南金洞生态旅游开发的意向等问题进行抽样调查．结果显示，生态旅游符合人们“回归自然”的旅游新时尚，有着极大的开发空间，指出生态旅游的开发要注重环境保护和可持续发展．开发的产品要以休闲度假类的大众产品为主，开发生态旅游都市客源市场还要多种渠道并用，尤其是要注重媒体的宣传．     

山茱萸多糖提取工艺优化及马钱苷含量测定

采用L（934）正交设计试验,对山茱萸浸提液中山茱萸多糖的酶水解法提取工艺进行了优化研究,并对浸提液的中有效成分马钱苷含量进行了HPLC法分析。结果表明,山茱萸多糖浸提的最佳工艺为：液料比1∶5,浸提时间4 h,浸提温度80℃,果胶酶添加量0.55 g/L。用HPLC法测定出的山茱萸浸提液中马钱苷平均含量为0.512 ...     

《河北农业大学学报》创刊年代考

清光绪二十八年(1902)河北农业大学前身—直隶农务学堂诞生,经几易其名,于1958年更名为河北农业大学至今。清光绪三十一年(1905)直隶高等农业学堂时期创办了《北直农话报》,清光绪三十四年(1908)更名为《直隶农务官报》,中华民国七年(1918)改出《农学月刊》,中华民国十七年(1928)易名为《河大农刊》,中华民国二十三年(1934)更名为《河北通俗农刊》,中华民国二十四年(1935)易名为《河北农林学刊》,1948年更名为《河北农学院研究专刊》,1959年更名为《河北农业大学学报》至今。《河北农业大学学报》前身诸刊都与现时的《河北农业大学学报》有着一脉相承的历史渊源,各刊之间联系紧密,连续性、继承性强。因此,《河北农业大学学报》的创刊时间应追溯至1905年创办的《北直农话报》。     

水牛梭形住肉孢子虫包囊抗原的纯化技术

应用萄聚糖凝胶柱层析对水牛梭形住肉孢子虫包囊包溶性抗原进行了纯化。结果表明：纯化水牛梭形住肉孢子虫包囊抗原的最适条件为：选用萄聚糖凝胶Ｇ—１００柱层析系统；洗脱液为０３ＭＰＢＳ（ｐＨ７２），床体积为１０ｃｍ×１６５ｃｍ，上样体积为５００ＨＬ；流速为１２ｍＬ／ｈ。纯化抗原可使琼脂凝胶双扩散试验的阳性检出率提高３０％。     

黑豆不同部分馏油的体外抗氧化性比较

[目的]通过体外抗氧化体系比较黑豆不同部分馏油抗氧化性活性。[方法]通过正交试验优化索氏提取黑豆馏油的最佳工艺,提取黑豆不同部分馏油;研究黑豆不同部分馏油对羟基自由基(·OH)、DPPH自由基(DPPH·)的清除能力。[结果]在样品浓度为1.0 mg/mL时,黑豆不同部分馏油对·OH的清除率分别为全豆馏油83.9%、豆黄(黑豆去皮部分)馏油64.8%、豆皮馏油17.3%,对DPPH·的清除率分别为全豆馏油41.3%、豆黄馏油33.2%、豆皮馏油77.9%。[结论]黑豆不同部分馏油均具有较好的抗氧化性,是良好的天然抗氧化剂。黑豆不同部分馏油对·OH的清除能力从大到小依次为全豆馏油、豆黄馏油、豆皮馏油,对DPPH·的清除能力从大到小依次为豆皮馏油、全豆馏油、豆黄馏油。     

浅谈饲料中有效能的测定技术

饲料中有效能是供动物生长发育的基础.不同动物所用的有效能体系不同,目前大多数动物采用消化能、代谢能体系,但随着研究的发展与深入,发现最能反映饲料有效能的是净能体系.无论哪种体系,采用合理的测定技术准确测定饲料中的有效能值显得尤其重要,通过对饲料有效能值的准确测定可以实现动物所需能量的精确供给,减少养殖成本,使经济效益最大化.文章综述了几种有效能评价体系的测定技术.     

干旱对合丰42不同部位叶片发育的影响

在垄作、密植两种栽培方式的条件下,研究干旱对大豆不同部位叶片发育的影响。结果表明：无论垄作还是密植,干旱严重影响大豆叶片不同部位叶绿素含量、叶面积及周长的大小、不同部位叶长、叶宽及比值、叶片形状因子等。影响整个植株的生长发育,进而影响作物产量。     

姬松茸碳源利用规律的研究

试验采用麦秸培养基,系统研究了姬松茸在生长期间对碳源的利用规律。结果表明,姬松茸降解的有机物质绝大部分被菌体的呼吸过程消耗掉,绝对生物学效率较低;在菌丝生长阶段,木质素的降解速率大于纤维素和半纤维素,这对纤维素和半纤维素的降解十分有利;非木质纤维素组分在菌丝生长阶段被主要利用,而木质纤维素则是子实体生长阶段的主要碳源。且就整个栽培过程而言,姬松茸生长发育所需要的79.86%的碳源来自木质纤维素。     

参与式农业基地建设行动方案设计

为了编制实用性强的基地建设行动方案,首先,确定参与式发展的主体,搭建一个“决策框架”;其次,针对行动目标,提出不同参与主体,如管理者、农民、消费者等团队与个人的目标及行动内容;最后,工作应向重塑伙伴式合作关系,挖掘农民自我发展潜力,完成三大角色的转换,打造农业基地文化等方向推进。     

精胺对菊花蕾期叶片生理及花期形态的影响

研究了不同浓度(0,0.1,0.2,0.5mmol·L-1)的精胺(Spm)对菊花品种兼六香菊绿蕾期叶片生理生化、开花时期和花期形态的影响.结果表明,Spm可使菊花蕾期叶片中硝酸还原酶(NR)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性及叶绿素(Chl)和可溶性蛋白含量都比对照组有不同程度的提高.处理组花期的花径、株径、株高均高于对照组,外观株型整体比对照美观,其中以0.1 mmol·L-1处理的效果最明显,开花时间比对照提前3d,整个花期延长10d.