38. 第三十八課時(shí) 農(nóng)用無人機(jī)的其他應(yīng)用-5

Writedownyourtitleandplanningcontenthere.BUYUNAVIATION第三十八課時(shí)農(nóng)用無人機(jī)的其他應(yīng)用-5BUYUNAVIATION農(nóng)用無人機(jī)的其他應(yīng)用一、植保無人機(jī)授粉植保無人機(jī)施肥二、植保無人機(jī)授粉概述植保無人機(jī)授粉當(dāng)前，我國水稻種植和收獲機(jī)械化水平發(fā)展較快，在2016年，水稻的耕種和收獲基本實(shí)現(xiàn)了機(jī)械化。但雜交水稻制種機(jī)械化水平仍處于較低水平。20世紀(jì)60年代，我國成功培育出水稻不育系、保持系和恢復(fù)系的“三系”配套，率先在世界上育成雜交水稻概述植保無人機(jī)授粉在雜交水稻生產(chǎn)過程中，授粉是制種尤為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，直接關(guān)系到雜交水稻的產(chǎn)量與質(zhì)量。雜交制種由不育系（母本）與恢復(fù)系(父本）雜交而成，雜交制種屬于異花授粉，父本所提供的高密度花粉充分、均勻地落在母本柱頭上，才能獲得滿意的種子結(jié)實(shí)率，所以說輔助授粉是保證制種成功的關(guān)鍵因素之一概述植保無人機(jī)授粉目前傳統(tǒng)的人工授粉方法包括:雙短竿推粉法、繩索拉粉法、噴粉授粉法、碰撞式授粉等雙短竿推粉法繩索拉粉法概述植保無人機(jī)授粉水稻的花期很短，開花時(shí)間為10:00～12:00，花粉的壽命也短，這些生理原因都會導(dǎo)致水稻授粉率的下降。為了提高花粉的利用率和母本的結(jié)實(shí)率，在整個(gè)人工授粉時(shí)期，需要保持每天授粉3或4次，且必須在30min內(nèi)完成,“趕粉”時(shí)動作要快，才能保證花粉彈得高、散得寬一概述植保無人機(jī)授粉微小型農(nóng)用無人直升機(jī)具有精準(zhǔn)作業(yè)、高效環(huán)保、智能化、操作簡單、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)、無須專用起降機(jī)場等突出優(yōu)點(diǎn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中越來越受到青睞，目前已研制有多機(jī)型的無人直升機(jī)進(jìn)行田間植保作業(yè)的示范應(yīng)用概述植保無人機(jī)授粉直升機(jī)授粉的工作原理為:利用螺旋槳產(chǎn)生基本與植株平行的攪動氣流，且該氣流有垂直向下和水平作用兩個(gè)分量，水平分量將花粉從父本柱頭上吹散，隨風(fēng)力散落到母本柱頭上，往復(fù)2或3次完成授粉作業(yè)概述植保無人機(jī)授粉無人駕駛直升機(jī)具有作業(yè)高度低、無須專用起降機(jī)場、操作靈活輕便、環(huán)境適應(yīng)性強(qiáng)等突出優(yōu)點(diǎn)，授粉作業(yè)效率可達(dá)80-100hm2/d，是人力的20倍，且成本較低，適用于大面積水稻制種輔助授粉作業(yè)概述植保無人機(jī)授粉在水稻機(jī)械化制種過程中，輔助以機(jī)械授粉和噴施農(nóng)藥激素技術(shù)，改變田間父本和母本的種植群體結(jié)構(gòu)，研究父本和母本的機(jī)械化種植、收割、種子田間化學(xué)干燥和機(jī)械烘干技術(shù)，從而實(shí)現(xiàn)從田地耕整、播種移栽、施肥噴藥、授粉、收割到種子干燥的全程機(jī)械化制種作業(yè)的技術(shù)路線植保無人機(jī)授粉美國是世界農(nóng)業(yè)大國，種植業(yè)與畜牧業(yè)并重，但是美國的農(nóng)業(yè)人口只占全國總?cè)丝诘?.6%。其農(nóng)產(chǎn)品不僅自給自足，該國還是世界上最大的農(nóng)產(chǎn)品出口國。其主要原因是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)區(qū)域?qū)ｉT化、機(jī)械化和商品化程度都相當(dāng)高，玉米、小麥、大豆、棉花、肉類產(chǎn)量居世界前列美國雜交水稻全程機(jī)械化制種植保無人機(jī)授粉在作物生產(chǎn)和加工的各個(gè)環(huán)節(jié)都利用包括農(nóng)業(yè)航空在內(nèi)的現(xiàn)代科技成果，從而大幅度提高生產(chǎn)效率，降低生產(chǎn)成本，使農(nóng)產(chǎn)品有較強(qiáng)的市場競爭力美國雜交水稻全程機(jī)械化制種美國小型直升機(jī)機(jī)隊(duì)美國小型直升機(jī)田間授粉植保無人機(jī)授粉美國西方石油公司下屬的圓環(huán)公司，通過采用小型有人駕駛直升機(jī)進(jìn)行輔助授粉，配套制種父母本按（8-10)：(30-40）的行比相間種植，以37km/h左右的速度飛行，利用旋翼高速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的風(fēng)力將父本花粉傳播到母本柱頭上完成授粉作業(yè)美國雜交水稻全程機(jī)械化制種植保無人機(jī)授粉小型直升機(jī)在雜交水稻制種輔助授粉作業(yè)中，利用螺旋機(jī)翼所產(chǎn)生的風(fēng)力增大雜交水稻制種時(shí)父本花粉的傳播距離。利用小型農(nóng)用無人直升機(jī)輔助授粉作業(yè)，可以實(shí)現(xiàn)雜交水稻全程機(jī)械化，提高生產(chǎn)效率，解決勞動力日益緊張的難題美國雜交水稻全程機(jī)械化制種植保無人機(jī)授粉借鑒美國的直升機(jī)輔助授粉方法，將目前我國所研發(fā)的農(nóng)用航空無人直升機(jī)用于雜交水稻制種輔助授粉，實(shí)行父本和母本大間隔栽插，這一改進(jìn)不僅可以保留母本水稻的優(yōu)良基因，也可以使父本、母本都能實(shí)現(xiàn)機(jī)械化插秧與收割我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種植保無人機(jī)授粉無人機(jī)在雜交水稻授粉上的應(yīng)用是一項(xiàng)了不起的創(chuàng)新，是實(shí)現(xiàn)雜交水稻制種全程機(jī)械化的突破口，將為雜交水稻制種技術(shù)帶來革命性的改變；同時(shí)，無人機(jī)授粉也在其他作物、林木中開始得到應(yīng)用我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種植保無人機(jī)授粉浙江省淳安縣林業(yè)局和亞熱帶林業(yè)研究所利用無人機(jī)對山核桃進(jìn)行人工授粉實(shí)驗(yàn)。采用無人機(jī)授粉技術(shù)之后，山核桃的總產(chǎn)量和果實(shí)質(zhì)量均有顯著提高。大大提高了山地作業(yè)效率，使在山核桃等風(fēng)媒花樹種的主產(chǎn)區(qū)實(shí)施大面積無人機(jī)授粉成為可能，為其長期高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)與質(zhì)量提升打下了技術(shù)基礎(chǔ)我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種植保無人機(jī)授粉無人駕駛直升機(jī)是實(shí)現(xiàn)雜交水稻制種全程機(jī)械化的關(guān)鍵及必然選擇。微型農(nóng)業(yè)無人直飛作業(yè)相對來說比較安全，具有以下優(yōu)勢我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種適用于相對比較復(fù)雜的農(nóng)田環(huán)境，特別是寬廣的東北地區(qū)和新疆地區(qū)；但我國南方丘陵山區(qū)地勢復(fù)雜，基地田塊小，具有樹冠茂密的高大喬木，因此在農(nóng)用無人機(jī)的研制方面需要考慮防撞系統(tǒng)植保無人機(jī)授粉我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種水稻的授粉效果也受到不同農(nóng)用植保機(jī)旋翼所產(chǎn)生的風(fēng)場差異的影響。不同類型的農(nóng)用無人機(jī)在輔助授粉時(shí)，需要配比相應(yīng)的飛行參數(shù)（高度、速度、飛機(jī)與負(fù)載質(zhì)量)、父本和母本廂寬比，以及授粉的效率和成本植保無人機(jī)授粉無人機(jī)在旋翼風(fēng)力下進(jìn)行輔助授粉時(shí)需要考慮花粉的分布情況與旋翼風(fēng)場在水稻冠層平面的分布規(guī)律。因此在評價(jià)效果時(shí)，需要裝置風(fēng)場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)場數(shù)據(jù)采集，風(fēng)場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)由飛行航線測量系統(tǒng)、若干風(fēng)速傳感器無線測量節(jié)點(diǎn)及智能總控匯聚節(jié)點(diǎn)組成我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種植保無人機(jī)授粉具體為采樣節(jié)點(diǎn)兩兩間隔1m，沿垂直水稻父本行排列為一行，放置20個(gè)采樣節(jié)點(diǎn)，用于同步測量對應(yīng)方向的自然風(fēng)風(fēng)速。每個(gè)節(jié)點(diǎn)上布置3個(gè)風(fēng)速傳感器，風(fēng)速傳感器軸心--的安裝方向分別為平行于飛機(jī)飛行方向X，即平行于水稻種植行方向；垂直于飛機(jī)飛行方向Y，即垂直于水稻種植行方向；垂直于水稻冠層方問Z我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種植保無人機(jī)授粉X、Y向形成的平面與水稻冠層面水平，花粉的懸浮輸送主要來自這兩個(gè)方向的風(fēng)力，風(fēng)力越大越好；Z向主要考察飛機(jī)所形成的風(fēng)場對水稻植株的損傷情況。該向風(fēng)速越小越好我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種微處理器負(fù)責(zé)緊集這3個(gè)方向的風(fēng)速傳感器信號并轉(zhuǎn)化成風(fēng)速存放于存儲器中或通過無線收發(fā)模塊發(fā)送出去植保無人機(jī)授粉農(nóng)用旋翼無人機(jī)按照指定飛行參數(shù)沿田間父本種植行飛行，在接近傳感器陣列行時(shí)采集數(shù)據(jù)。單次數(shù)據(jù)采集完畢時(shí)，飛行器在父本行前端或尾端懸停待命，待數(shù)據(jù)傳輸過程結(jié)束，開始下一次飛行作業(yè)我國雜交水稻農(nóng)用無人機(jī)制種植保無人機(jī)施肥概述植保無人機(jī)施肥由于季節(jié)性的要求，以及為了防止土壤板結(jié)，地面施肥機(jī)械已經(jīng)不能滿足農(nóng)業(yè)作業(yè)的需求。無人機(jī)施肥不僅能夠降低人工施肥的成本，而且更加安全、精準(zhǔn)、高效。用高效省力的無人機(jī)來噴灑農(nóng)藥，將成為以后的發(fā)展趨勢關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥實(shí)現(xiàn)無人機(jī)變量施肥的關(guān)鍵是要具備能夠?qū)崟r(shí)獲取作物的養(yǎng)分需求及施固體肥料的末端裝置在獲取農(nóng)作物的養(yǎng)分需求方面，目前較多的研究是利用多光譜或高光譜的遙感方式獲取養(yǎng)分信息關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥整個(gè)變量施肥系統(tǒng)包括:小型無人機(jī)系統(tǒng)、地理信息系統(tǒng)(geographicinformationsystem，GIS)、地面控制系統(tǒng)、數(shù)據(jù)處理與分析系統(tǒng)和施肥模型系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥獲取作物的養(yǎng)分需求是變量施肥的前提，而末端裝置才能最終保證變量施肥遼寧獵鷹航空科技有限公司發(fā)明了一種施固體肥料的末端裝置，包括無人機(jī)的藥箱和橫桿式起落架，藥箱設(shè)有開口向下的圓柱形出料口，出料口的下方設(shè)有播撒部關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥播撒部包括連接在出料口下方的接料漏斗，接料漏斗下方固定連接具有凹陷部的旋轉(zhuǎn)托盤，接料漏斗內(nèi)部設(shè)有若干層帶有漏料孔的隔板，接料漏斗的內(nèi)部空腔與旋轉(zhuǎn)托盤的底部連通;播撒部連接帶動其轉(zhuǎn)動的電機(jī)關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥能夠?qū)⒐腆w肥料放置在藥箱內(nèi)，通過旋轉(zhuǎn)托盤的轉(zhuǎn)動將肥料拋撒出去，作業(yè)效率高，彌補(bǔ)了現(xiàn)有的無人機(jī)只能夠噴灑液體的缺陷，使得無人機(jī)的多用性得到了提高無人機(jī)施肥裝置關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥芬蘭農(nóng)業(yè)食品研究院研究了利用高光譜數(shù)據(jù)的分類圖實(shí)現(xiàn)精確施肥的任務(wù)。他們在2012年的暑假以芬蘭的一處小麥測試田為研究對象，利用分類圖估算了生物質(zhì)量和含氮量，結(jié)合分類地圖和農(nóng)場之前的產(chǎn)量圖等歷史數(shù)據(jù)，最后將其轉(zhuǎn)換成了一個(gè)適合農(nóng)業(yè)作業(yè)的矢量分區(qū)作業(yè)圖關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥根據(jù)該農(nóng)場歷年來的產(chǎn)量數(shù)據(jù)預(yù)測之后的小麥田地施肥任務(wù)圖。產(chǎn)量分類圖的淺色部分表示歷年來產(chǎn)量都比較低的區(qū)域，該田地的含氮量與生物質(zhì)量的空間分布較為一致基于歷史數(shù)據(jù)所獲的產(chǎn)量分布圖關(guān)鍵技術(shù)與系統(tǒng)裝備植保無人機(jī)施肥獲取了2012年該田地的高光譜遙感圖