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我国农业无人机航空植保技术现状与生长趋势分析

作者:彩票平台 时间:2021-05-07 11:44
本文摘要:在农作物生长历程中, 病虫草鼠害的有效防控措施是保证粮食宁静生产的一个不行或缺的重要环节, 直接 影响粮食的产量与质量。航空施药技术是现代植物掩护 技术重要手段,是农业植保现代化的重要体现。随着农村劳动力的转移及专业化统防统治的生长, 迫切需要高功 效的施药机械。

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在农作物生长历程中, 病虫草鼠害的有效防控措施是保证粮食宁静生产的一个不行或缺的重要环节, 直接 影响粮食的产量与质量。航空施药技术是现代植物掩护 技术重要手段,是农业植保现代化的重要体现。随着农村劳动力的转移及专业化统防统治的生长, 迫切需要高功 效的施药机械。

面临大规模的病虫草害频频发生,我国以手动和小型灵活为主的植保机械格式已经无法满足新形 势的要求, 而飞机喷雾是一种很是重要实时有效的施药方法,其特点是效率高、施药效果好、立体性强、不损伤作物、劳动强度低、一机多用等。由于种种因素的限制, 现在我国在农林应用上的飞 机还是以牢固翼飞机和直升机等有人驾驶飞机为主,小 型无人机在农业上的研究和应用还处于低级研究阶段。相比力而言, 无人机较适合相对高差大的庞大地带和疏散零星的小面积作业,在我国南方水田、丘陵山地等地有着较好应用前景。

所以,借鉴外洋履历,探索适合我国国 情无人机航空植保生长路径,举行高效、低污染施药技术 的研究及机具开发有着重要的现实意义。1 外洋无人机航空植保技术的现状与生长在外洋, 无人机喷洒技术的生长已经比力成熟,如中、 小田块的病虫害防治或大田内局部的精准施药以及 丘陵山区的病虫害防治等。美国是世界上农业航空技术最先进、 应用最广泛的国家之一,农用飞机有20多个品种,大部门机型是有人 驾驶牢固翼飞机。美国农业航空服务拥有强大的农业航空组织体系, 包罗国家农业航空协会和近 40 个州级农业 航空协会。

农业航空协会既保证了美国农业、环保、航空、 科研部门精密互助与联系,也会为企业和农场主提供新产物、新技术以及教育方面的咨询服务。同时,GPS 导航施药技术、航空静电喷雾技术、航空变量施药等精准农业技 术手段在美国无人机航空植保都获得了广泛应用,施药作业变得越发精准、高效,对情况的污染也在不停降低。日本是一小我私家口多、耕地少的国家,农家每户平均耕 地面积较小。

农业以兼业农户比重大(占农户总数的 84%) 为特点,粮食作物以水稻为主。由于日本农业谋划规模相 对较小,通例的大型地面施药技术装备难以适应,其施药 装备以小型灵活喷雾机和直升飞机航空喷雾设备为主。1990 年,日本山叶公司率先推出世界第一架无人机,主要 用于撒布农药, 是最早将无人驾驶直升机施药技术运用于农业生产的国家, 也是该技术生长最成熟的国家之一。

日本挂号在册的无人驾驶农用轻型直升飞机保有量凌驾 2 000 架,防治面积已凌驾 90 万 hm2 ,凌驾了有人驾驶农 用直升飞机的防治面积。这种无人直升机主要用于播种、 施肥、喷洒农药等作业,每小时可喷洒农药 7hm2 ~10hm2。

在日本,接纳农用无人驾驶轻型直升飞机举行农业生产已成为主流。在亚洲,韩国是继日本之后,率先实现了农业的精致化种植和农业机械化的国家。由于人口老龄化和农村人 口淘汰,近年来韩国农用无人机技术获得了鼎力大举生长。农 用无人直升机于 2003 年首次引进韩国,其后每年数量都在增加。

在 2011 年以后,韩国农用无人机数量、专业操作 人员和无人机防治面积都有大幅度增长, 到 2013 年韩国无人机数量增加到 500 架。1924 年在德国和瑞士, 都相继举行了农业航行的实验。由于它的显著成效,农业航行的试验很快就在欧洲许 多国家泛起了,二战后获得了迅速的生长。1958 年,建立 了欧洲农业航空中心。

1960 年,该中心扩大改组的国际农 业航空中心在海牙建立。因为东欧地域有众多的大型农 场和互助社, 比力适宜于飞机施药, 多为牢固翼飞机施 药。而在西欧和南欧地域,都会和农村精密相邻而且田块 也较小,在一定水平上限制了飞机施用农药。只有法国和西班牙地形较为开阔,有一定数量的农用飞机在事情。

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由 于无人性能够以低成本提供所需图像, 现在欧洲无人机较多应用到农业丈量、农作物检测上面。在法国 ARB100- B 无人机被用于农业丈量;CropCam 是一款配有数码相机的遥控滑翔机, 可以通过手动操作或预编法式搜集图像 以供农业、林业及环保等的用途,其整机图如图 1[9]所示, 几种外洋无人机航空植保技术如表 1 所示。现在, 蓬勃国家对航空喷雾控制技术的研究较为深入,施药部件和作业技术规范都相对完善。

例如有 GPS 自 动导航技术、施药自动控制系统、适宜于差别作业情况的 施药模型的应用等,其中研究热点在以下几个方面[10-14]:1)无人机航空施药技术的研究。通过试验和数值仿真 技术,建设无人机施药的风场、雾场仿真数学模型,通过模 型研究雾滴漫衍和沉降纪律,研究主要技术参数(例如喷 施高度、风速、压力)对雾滴沉积漫衍与漂移的影响。驾驶 员还可以凭据作业情况实时改变施药技术参数的设置,到达控制雾滴种类、直径、漂移率等,取得最佳喷雾效果。2)全球性定位系统(GPS)导航技术。

航空植保作业时, GPS 凭据区域舆图计划出施药作业的航路图,并准确地使 飞机沿着划定门路施药,有效制止重喷和漏喷。GPS 获取 的作业信息,如飞机航行轨迹、喷雾系统开与关、航行速度 等,也可以输入到 GIS 系统中,用来分析施药作业情况。当 飞机到达作业区域时,GPS 能实时将作业区域的信息图像 传送到控制平台,在一定作业速度规模内,可以到达作业 位置准确定位与自动导航,最终实现准确施药及喷幅准确 对接。

3) 无人机施药多技术融合与部件开发。无人机施药 有自身的技术特征,外洋与。


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