目前，世界范围内都在进行着绿色农业、有机农业、精准农业的技术革命，还将实施更先进的数字农业。精准农业航空的应用对农业发展有重要意义。但我国农用无人机的植保应用仍处于技术研发、市场推广和培育并存的起步阶段。 中国农业大学工学院郑永军教授团队开展产学研合作，建立了农业航空技术应用示范与实训基地，拥有固定翼无人机、多旋翼无人机、田间信息采集机器人平台、多光谱成像系统、三维雾场分布检测系统、中低速试验风洞（在建）等试验设备，主要开展无人机低空遥感、农情与作物生长状况监测、精准对靶变量喷施技术、作业参数优化、大田与果园施药技术、效果与成本评估等方面的研究，成为无人机农业作业科研、试验、教学与实训的产业化与人才培养基地，支撑现代化农业生产。 成果简介 团队研制多种地面信息采集平台（UGV），采用总线方式连接农作物营养监测、叶面光谱、激光雷达等多种仪器/传感器，实现远程监测数据实时回传。配合无人机低空遥感技术开展作物育种栽培的表型（玉米）、作物生长状况监测、病虫害及杂草识别与管理、耕作机具作业质量等研究。 针对UGV作业质量依赖操作手技术熟练程度等，采用超声波、激光雷达等技术，研发形成开展作物/地面仿形飞行高度控制系统和基于速度反馈的精准变量喷雾技术控制系统； 基于可见光与多光谱图像低空遥感的杂草识别技术； 喷雾场检测系统，采用红外激光雷达自动获取有效雾场截面参数，形成雾场空间分布模型，实现对雾场/雾滴空间分布、均匀性及沉降、喷幅、喷雾角等的检测； 无人机作业参数优化。建立不同作物生长期（植株高度）多旋翼无人机作业飞行速度和相对飞行高度的作业参数模型，指导操作手，保证作业效果； 多种地面信息采集平台（UGV），采用总线方式连接农作物营养监测、叶面光谱、激光雷达等多种仪器/传感器，实现远程监测数据实时回传； 配合无人机低空遥感技术开展作物育种栽培的表型（玉米）、作物生长状况监测、病虫害及杂草识别与管理、耕作机具作业质量等研究。
成果优势 1.无人机施药 安全性好 1）施药人员安全，施药人员遥控操作植保机喷洒，使人体不容易受到药物侵害，避免中毒中暑； 2）环境安全，可在空中定向定点喷洒农药，植保无人机旋翼产生的强大气流将药液直接压迫作用于作物的各个层面,农药随气流可深入到农作物的根部，叶子的背面，能使害虫无处可逃，环保安全； 3）植保机飞行安全，飞机可悬停、定高定远飞行，其中多旋翼植保机飞行平稳，安全性能可靠。 高效节水 1）效率高，每分钟可喷洒1-2亩，一天（按6-8小时计）一架植保机可喷洒300-600亩，相当于30-100个人的工效，解放了劳动力； 2）施药效果好，可贴近农作物0.5-2米喷药，雾流上下穿透力强，漂移少，雾滴细匀，可提高农药利用率30%以上； 3）节水环保，使用超低容量施药技术每亩施药仅需400-600毫升。 操作简便 1）易学易用，操作人员需经过10-15天的培训，即可学会植保机的飞行施药操作及日常维护； 2）操作简单，植保机只需要在田间地头空地就能带药垂直起飞降落，操作灵活、方便； 3）加药、换电池方便快捷，几分钟即可完成飞防药剂及电池的更换、安装。 2.农业低空无人机遥感
1）弥补传统监测设备作业范围小、实时监测难等问题； 2）弥补卫星遥感成本高、受天气状况影响大等问题； 3）可获取土壤养分、作物长势、病虫害监测等农业生产信息； 4）通过数据解析，进行变量施肥、科学施药、预测病虫害、预测作物产量等。
农业典型应用 农田、果园药物喷施、农业信息监测、无人机低空遥感等。 专家简介 郑永军，男，汉，中国农业大学工学院副教授，博士生导师。研究方向为计算机测控技术及应用、信息与图像处理技术与应用、农业信息系统与应用和智能农业装备与机电一体化。近5年来，承担、参与农业部行业科技项目、国家科技支撑项目、国家自然科学基金、教育部基本业务基金项目等近三十余项。 |
