植保无人机主要性能指标测评方法的分析与思考

近年来,随着无人机在农业领域的广泛应用,植保无人机已经成为农业航空植保器械的重要组成部分之一。相应地,人们也开始对植保无人机的综合性能要求越来越高。因此,如何实现对植保无人机的综合性能指标进行科学且全面的测评,已成为当前植保无人机大规模推广应用问题中的难点和热点。为此,在概述了植保无人机在农业应用中的特点和发展前景的基础上,指出了当前制约植保无人机发展的重要问题之一是缺乏高性能的植保无人机;并对植保无人机综合性能指标中的可靠性能指标、抗风性能指标、载荷性能指标、振动性能指标和喷施作业性能等5个主要性能指标的测试必要性和测试方法现状做了深入剖析,指出了各种测试方法的优点及不足;归纳了目前植保无人机综合性能测试中仍然存在的问题;最后,对未来植保无人机综合性能测试技术的发展提出了展望,指出了未来植保无人机性能指标测试体系完善和技术发展的方向。     

大数据在精准农业上的应用

精准农业是农业现代化的必由之路,现代急剧膨胀的农业数据和大数据技术的发展为精准农业的发展提供了一种新的方法,成为引领精准农业发展的一支重要力量。首先介绍了大数据的定义及获取方式,同时针对当前农业领域存在的一些问题,引入了精准农业的概念,并介绍了其来源与发展条件,将农业产业链与大数据应用结合起来,解析大数据实现精准农业的过程,并剖析了中国农业大数据应用方面所存在的问题。     

植保无人机发展现状及未来展望

农业航空是现代农业的重要组成部分,植保无人机是实现农业航空服务的重要工具。分析了国内外植保无人机的发展状况,针对无人机植保服务的特点,深入剖析了中国植保无人机服务体系存在的问题,指出其在政策法规、行业标准、技术保障、专业人才和安全监管等方面存在的不足。最后,根据中国农业发展对植保无人机的市场需求,对植保无人机的发展前景进行展望。     

农药自动混药装置的研究现状与展望

目前,我国农作物病虫害防治主要依靠施用农药,现有的大多数农药剂型需要加水稀释,配制成一定浓度后再施用。近年,我国农业航空迅速发展,对农业航空的智能化农业机械装备的需求变得非常迫切。系统总结了农药自动混药装置类型以及农药自动混药装置特点,通过对农药自动混药装置研究发展概况分析,阐明了国内农药自动混药装置所存在的问题,展望未来农药混药装置的发展趋势,为后续的研究方向奠定基础。     

日本农业航空技术发展及对我国的启示

日本根据其地形、地貌特征、从事农业劳动的情况选择了从有人直升机到无人直升机航空施药为主的发展模式,研制了几款不同发展时期的植保无人机机型(R50、RMAX、RMAXⅡG、FAZER)应用于水稻植保作业,日本学者对农业航空遥感技术、精准导航控制技术、无人机控制技术进行了大量研究,在施药实践中形成了较为实用的无人机植保管理体制,确保了日本农业航空的健康、有序发展。本文旨在介绍日本农业航空现状、应用领域、精准施药技术及管理方法,以期为我国农业航空应用技术的发展提供借鉴。     

“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。     

植保无人机低容量高浓度施药药剂在小麦植株上的消解动态研究

本研究通过3个植保无人机低容量高浓度处理和1个背负式喷雾器高容量低浓度处理于小麦"一喷三防"时期进行喷雾,研究戊唑醇在小麦植株中的残留消解动态规律。研究结果表明:(1)在所有处理中,戊唑醇在麦穗和麦叶中的残留量均随着时间的推移逐步降低:施药14天后,无人机处理组中戊唑醇在麦穗和麦叶中的消解率分别为91.10%～94.17%和95.38%～96.66%,背负式喷雾器处理中戊唑醇在麦穗和麦叶的消解率分别为93.94%和91.59%;(2)从消解率来看,不管用无人机喷施还是背负式喷雾器喷施,戊唑醇在小麦叶片和麦穗中的残留动态消解均符合一级反应动力学方程,其在小麦穗部和叶片的半衰期分别为3.33d～4.13d和2.90d～4.18d;(3)植保无人机处理组中戊唑醇在麦穗和麦叶中的原始沉积量显著高于背负式喷雾器处理的,即使在减施20%药量的情况下,其原始沉积量依然显著比背负式喷雾器的高,因此采用植保无人机喷施农药,可显著提高药液雾滴在小麦冠层中的沉降。     

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。     

基于DCP和OCE的无人机航拍图像混合去雾算法

针对无人机在雨雾天气下的农田航拍图像退化问题，考虑无人机自身特性，提出了一种基于DCP和OCE的无人机航拍图像混合去雾算法。首先判断原始图像天空区域的存在，利用Canny边缘检测算法对带天空区域的原始图像进行分割并做高斯羽化处理，再采用膨胀和腐蚀等形态学操作进行二值化区域填充，去除非天空区域中对应亮度低的区域,提取天空区域和非天空区域。非天空区域图像采用基于导向滤波的暗通道先验算法去雾。天空区域图像采用基于代价函数的优化对比度算法去雾。本试验分别从主观视觉性和无参考量化评测两方面对100幅航拍图像去雾结果作出评价,试验结果表明，所提算法在对带雾图像去雾后，出现Halo现象的概率相较于DCP算法降低了95%，其综合评测均值指数提高了26%，去雾效果明显，色彩还原度高，没有明显的过渡区域和偏色现象，处理速度可达33帧/s,平均速度相较于DCP算法提高了32%，能满足实时性要求。     

基于图像识别的无人机精准喷雾控制系统的研究

【目的】针对传统的植保无人机喷雾作业时化肥农药浪费大,利用率低,造成环境污染的问题,研制一种基于图像识别的无人机精准喷雾控制系统。【方法】利用中值滤波算法对田间航拍图像进行去噪,采用分层K_means硬聚类算法实现对农田航拍图像的分割,提取非作物区域的颜色、纹理特征空间的22个特征参数,设计支持向量机分类器进行分类识别。根据优选的17个特征参数,利用以径向基函数作为核函数的支持向量机对非作物区域图像进行识别,并根据识别结果控制喷头,实现精准喷雾。【结果】测试样本的识别率可达为76.56%,在无干扰风场情况下,当P_阀为10%时,减施率可达32.7%。【结论】本系统为农业航空精准喷雾控制技术的应用提供了参考方向和决策支持。