无人机农林植保技术及应用 课件 第38、39课时 农用无人机的其他应用-5、6

Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION第三十八课时农用无人机的其他应用-5BUYUNAVIATION农用无人机的其他应用一、植保无人机授粉植保无人机施肥二、植保无人机授粉概述植保无人机授粉当前，我国水稻种植和收获机械化水平发展较快，在2016年，水稻的耕种和收获基本实现了机械化。但杂交水稻制种机械化水平仍处于较低水平。20世纪60年代，我国成功培育出水稻不育系、保持系和恢复系的“三系”配套，率先在世界上育成杂交水稻概述植保无人机授粉在杂交水稻生产过程中，授粉是制种尤为关键的一个环节，直接关系到杂交水稻的产量与质量。杂交制种由不育系（母本）与恢复系(父本）杂交而成，杂交制种属于异花授粉，父本所提供的高密度花粉充分、均匀地落在母本柱头上，才能获得满意的种子结实率，所以说辅助授粉是保证制种成功的关键因素之一概述植保无人机授粉目前传统的人工授粉方法包括:双短竿推粉法、绳索拉粉法、喷粉授粉法、碰撞式授粉等双短竿推粉法绳索拉粉法概述植保无人机授粉水稻的花期很短，开花时间为10:00～12:00，花粉的寿命也短，这些生理原因都会导致水稻授粉率的下降。为了提高花粉的利用率和母本的结实率，在整个人工授粉时期，需要保持每天授粉3或4次，且必须在30min内完成,“赶粉”时动作要快，才能保证花粉弹得高、散得宽一概述植保无人机授粉微小型农用无人直升机具有精准作业、高效环保、智能化、操作简单、环境适应性强、无须专用起降机场等突出优点，在农业生产中越来越受到青睐，目前已研制有多机型的无人直升机进行田间植保作业的示范应用概述植保无人机授粉直升机授粉的工作原理为:利用螺旋桨产生基本与植株平行的搅动气流，且该气流有垂直向下和水平作用两个分量，水平分量将花粉从父本柱头上吹散，随风力散落到母本柱头上，往复2或3次完成授粉作业概述植保无人机授粉无人驾驶直升机具有作业高度低、无须专用起降机场、操作灵活轻便、环境适应性强等突出优点，授粉作业效率可达80-100hm2/d，是人力的20倍，且成本较低，适用于大面积水稻制种辅助授粉作业概述植保无人机授粉在水稻机械化制种过程中，辅助以机械授粉和喷施农药激素技术，改变田间父本和母本的种植群体结构，研究父本和母本的机械化种植、收割、种子田间化学干燥和机械烘干技术，从而实现从田地耕整、播种移栽、施肥喷药、授粉、收割到种子干燥的全程机械化制种作业的技术路线植保无人机授粉美国是世界农业大国，种植业与畜牧业并重，但是美国的农业人口只占全国总人口的2.6%。其农产品不仅自给自足，该国还是世界上最大的农产品出口国。其主要原因是农业生产区域专门化、机械化和商品化程度都相当高，玉米、小麦、大豆、棉花、肉类产量居世界前列美国杂交水稻全程机械化制种植保无人机授粉在作物生产和加工的各个环节都利用包括农业航空在内的现代科技成果，从而大幅度提高生产效率，降低生产成本，使农产品有较强的市场竞争力美国杂交水稻全程机械化制种美国小型直升机机队美国小型直升机田间授粉植保无人机授粉美国西方石油公司下属的圆环公司，通过采用小型有人驾驶直升机进行辅助授粉，配套制种父母本按（8-10)：(30-40）的行比相间种植，以37km/h左右的速度飞行，利用旋翼高速转动产生的风力将父本花粉传播到母本柱头上完成授粉作业美国杂交水稻全程机械化制种植保无人机授粉小型直升机在杂交水稻制种辅助授粉作业中，利用螺旋机翼所产生的风力增大杂交水稻制种时父本花粉的传播距离。利用小型农用无人直升机辅助授粉作业，可以实现杂交水稻全程机械化，提高生产效率，解决劳动力日益紧张的难题美国杂交水稻全程机械化制种植保无人机授粉借鉴美国的直升机辅助授粉方法，将目前我国所研发的农用航空无人直升机用于杂交水稻制种辅助授粉，实行父本和母本大间隔栽插，这一改进不仅可以保留母本水稻的优良基因，也可以使父本、母本都能实现机械化插秧与收割我国杂交水稻农用无人机制种植保无人机授粉无人机在杂交水稻授粉上的应用是一项了不起的创新，是实现杂交水稻制种全程机械化的突破口，将为杂交水稻制种技术带来革命性的改变；同时，无人机授粉也在其他作物、林木中开始得到应用我国杂交水稻农用无人机制种植保无人机授粉浙江省淳安县林业局和亚热带林业研究所利用无人机对山核桃进行人工授粉实验。采用无人机授粉技术之后，山核桃的总产量和果实质量均有显著提高。大大提高了山地作业效率，使在山核桃等风媒花树种的主产区实施大面积无人机授粉成为可能，为其长期高产、稳产与质量提升打下了技术基础我国杂交水稻农用无人机制种植保无人机授粉无人驾驶直升机是实现杂交水稻制种全程机械化的关键及必然选择。微型农业无人直飞作业相对来说比较安全，具有以下优势我国杂交水稻农用无人机制种适用于相对比较复杂的农田环境，特别是宽广的东北地区和新疆地区；但我国南方丘陵山区地势复杂，基地田块小，具有树冠茂密的高大乔木，因此在农用无人机的研制方面需要考虑防撞系统植保无人机授粉我国杂交水稻农用无人机制种水稻的授粉效果也受到不同农用植保机旋翼所产生的风场差异的影响。不同类型的农用无人机在辅助授粉时，需要配比相应的飞行参数（高度、速度、飞机与负载质量)、父本和母本厢宽比，以及授粉的效率和成本植保无人机授粉无人机在旋翼风力下进行辅助授粉时需要考虑花粉的分布情况与旋翼风场在水稻冠层平面的分布规律。因此在评价效果时，需要装置风场无线传感器网络测量系统进行风场数据采集，风场无线传感器网络测量系统由飞行航线测量系统、若干风速传感器无线测量节点及智能总控汇聚节点组成我国杂交水稻农用无人机制种植保无人机授粉具体为采样节点两两间隔1m，沿垂直水稻父本行排列为一行，放置20个采样节点，用于同步测量对应方向的自然风风速。每个节点上布置3个风速传感器，风速传感器轴心--的安装方向分别为平行于飞机飞行方向X，即平行于水稻种植行方向；垂直于飞机飞行方向Y，即垂直于水稻种植行方向；垂直于水稻冠层方问Z我国杂交水稻农用无人机制种植保无人机授粉X、Y向形成的平面与水稻冠层面水平，花粉的悬浮输送主要来自这两个方向的风力，风力越大越好；Z向主要考察飞机所形成的风场对水稻植株的损伤情况。该向风速越小越好我国杂交水稻农用无人机制种微处理器负责紧集这3个方向的风速传感器信号并转化成风速存放于存储器中或通过无线收发模块发送出去植保无人机授粉农用旋翼无人机按照指定飞行参数沿田间父本种植行飞行，在接近传感器阵列行时采集数据。单次数据采集完毕时，飞行器在父本行前端或尾端悬停待命，待数据传输过程结束，开始下一次飞行作业我国杂交水稻农用无人机制种植保无人机施肥概述植保无人机施肥由于季节性的要求，以及为了防止土壤板结，地面施肥机械已经不能满足农业作业的需求。无人机施肥不仅能够降低人工施肥的成本，而且更加安全、精准、高效。用高效省力的无人机来喷洒农药，将成为以后的发展趋势关键技术与系统装备植保无人机施肥实现无人机变量施肥的关键是要具备能够实时获取作物的养分需求及施固体肥料的末端装置在获取农作物的养分需求方面，目前较多的研究是利用多光谱或高光谱的遥感方式获取养分信息关键技术与系统装备植保无人机施肥整个变量施肥系统包括:小型无人机系统、地理信息系统(geographicinformationsystem，GIS)、地面控制系统、数据处理与分析系统和施肥模型系统关键技术与系统装备植保无人机施肥获取作物的养分需求是变量施肥的前提，而末端装置才能最终保证变量施肥辽宁猎鹰航空科技有限公司发明了一种施固体肥料的末端装置，包括无人机的药箱和横杆式起落架，药箱设有开口向下的圆柱形出料口，出料口的下方设有播撒部关键技术与系统装备植保无人机施肥播撒部包括连接在出料口下方的接料漏斗，接料漏斗下方固定连接具有凹陷部的旋转托盘，接料漏斗内部设有若干层带有漏料孔的隔板，接料漏斗的内部空腔与旋转托盘的底部连通;播撒部连接带动其转动的电机关键技术与系统装备植保无人机施肥能够将固体肥料放置在药箱内，通过旋转托盘的转动将肥料抛撒出去，作业效率高，弥补了现有的无人机只能够喷洒液体的缺陷，使得无人机的多用性得到了提高无人机施肥装置关键技术与系统装备植保无人机施肥芬兰农业食品研究院研究了利用高光谱数据的分类图实现精确施肥的任务。他们在2012年的暑假以芬兰的一处小麦测试田为研究对象，利用分类图估算了生物质量和含氮量，结合分类地图和农场之前的产量图等历史数据，最后将其转换成了一个适合农业作业的矢量分区作业图关键技术与系统装备植保无人机施肥根据该农场历年来的产量数据预测之后的小麦田地施肥任务图。产量分类图的浅色部分表示历年来产量都比较低的区域，该田地的含氮量与生物质量的空间分布较为一致基于历史数据所获的产量分布图关键技术与系统装备植保无人机施肥获取了2012年该田地的高光谱遥感图像，通过高光谱图像的光谱信息对小麦田地的含氮量和生物质量进行分类，得到小麦田地的含氮量需求图构造的施氮量处方图Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION第三十九课时农用无人机的其他应用-6BUYUNAVIATION农用无人机的其他应用一、植保无人机播种无人机棉花脱叶与采收二、植保无人机播种植保无人机播种目前，我国农业发展迅速,农业现代化迫切需要农业机械化及作业高效精量化。而现有农田的播种则是一项高技术、高精度的作业，且播种效果明显受各种因素的影响，对于播种方式更是提出了很高的要求植保无人机播种人工播种：包括人力式和机械式人力式播种不但劳动强度大、效率低，且播种不均匀的现象较明显，降低了播种质量，同时花费大量时间现有的机械式播种主要还局限于手持式机械播种和行走式机械播种两种形式植保无人机播种开始利用能够低空稳定飞行的无人飞行器实现辅助播种，能够对低空稳定飞行的无人飞行器进行辅助播种的方式解决了上述人力式和机械式播种的诸多问题,如降低了劳动强度，降低了地形的影响，也避免了损坏农田平整度等关键问题植保无人机播种播种作业中种子从种子箱内按自由落体方式落到农田中，种子间距太小农田播种需要定量撒播,种子过密影响种子质量，过疏浪费农田资源播种受农田大小的影响，种子箱必须有开关控制；种子不均匀、种子过密或过疏及种子箱开关不易控制等诸多问题，使得无人机播种的作业效率降低，播种效果不佳实现装置植保无人机播种湖南农业大学的李明提出了一种基于无人机平台的精量播种系统。它通过定量播种滚轮、滚轮叶片与固定座的共同配合实现定量排种；采用受伺服电机控制的定量播种滚轮实现精量播种，通过风力散种装置将排出的种子吹散，实现风力散种，从而有利于均匀播种实现装置植保无人机播种工作原理：定量播种滚轮不旋转时,定量播种滚轮和滚轮叶片共同封住固定座顶部开口和底部开口之间的通道，防止种子从固定座底部开口坠落，此时播种装置处于暂停播种状态实现装置植保无人机播种定量播种滚轮旋转时，种子先从种子箱的出口漏到相邻的滚轮叶片与定量播种滚轮之间共同形成的储种空腔中，随着滚轮叶片的旋转。该储种空腔运行至固定座的下方时，储种空腔中存储的种子被释放，并在风力散种装置的风力作用下分散并坠落，此时播种装置处于播种作业状态无人机棉花脱叶与采收无人机棉花脱叶与采收随着社会、经济和技术的发展，棉花生产过程的机械化水平取得了巨大的飞跃，棉花收割也基本实现了机械化，从而大大减少了采摘成本概述棉花脱叶是棉花机械化采摘必不可少的前提措施，可以促使棉铃相对提前和集中吐絮，有效地减少棉花籽含杂率，减少对棉纤维的污染，推动棉花采摘的全程机械化生产无人机棉花脱叶与采收化学脱叶是棉花脱叶的主要方式之一，化学药剂的有效喷施是棉花脱叶的关键概述传统的人工喷施的方法，耗时费力，人工成本高，且基于人的主观意识和经验，喷施准确度和喷施量受到影响；人工在大田喷施，也容易造成棉花产量损失无人机植保是当前植保的新方向，具有许多传统植保方式不具备的特点，如高效、机动性高和安全性高等概述无人机植保通过无人机喷施相应的药物达到植保的目的，且无人机植保的理念和方法可以用于棉花脱叶药物的喷洒和控制无人机棉花脱叶与采收我国主要采用人工及地面机械进行棉花的收割脱叶，随着无人机行业的发展,无人机用于遥感、施肥和喷药中的研究逐步开展无人机在棉花收割脱叶中的应用近年来，我国对将无人机用于棉花脱叶进行了研究和尝试无人机棉花脱叶与采收李海波等对采用飞机喷施棉花脱叶剂进行了研究，结合实际对机场条件、人员配置、作业准备及作业流程进行了分析，指出采用飞机进行脱叶剂喷洒具有较好的可推广性无人机在棉花收割脱叶中的应用袁秋梅等研究了采用飞机喷施哈威达棉花专用催熟脱叶剂的应用效果，取得了较好的结果无人机棉花脱叶与采收2014年，华南农业大学、珠海羽人飞行器有限公司、新疆天山羽人农业航空科技有限公司联手，首次开展了农用无人机喷施棉花脱叶剂实验,通过无人机喷洒药物的方式分别在不同的脱叶剂、气温、飞行高度及速度、配药量和浓度条件下，对雾滴沉降率、穿透性、叶片着药量、棉花脱叶吐絮效果等进行实验无人机在棉花收割脱叶中的应用无人机棉花脱叶与采收2015年,华南农业大学与多家无人机植保公司进行棉花脱叶剂无人机喷施综合实验，研究在不同的棉花种植密度田块中脱叶剂亩用量相同的条件下，地面机械与无人机喷施效果的对比，以及无人机喷施作业的优化条件无人机在棉花收割脱叶中的应用无人机棉花脱叶与采收2016年，国家航空植保科技创新联盟组织在新疆石河子开展农用航空植保机