基于改进ESKF的植保无人机时延位姿补偿算法

为解决全球导航卫星系统和惯性测量单元融合时间不同步问题,提高植保无人机位姿估计精度,本文根据植保无人机大惯性、强振动的特性提出一种基于改进误差状态卡尔曼的时延位姿补偿算法。首先对名义状态变量线性预测,引入渐消因子提高强振动环境下的系统稳定性;接着采用互补滤波对角速度补偿,对姿态误差状态变量修正;最后结合测量的延迟时间,使用互补滤波外推数据,提高大惯性特性下的速度位置精度。实验结果表明,相较于误差状态卡尔曼算法,横滚角和俯仰角均方根误差减少0.2669°和0.2414°,偏航角均方根误差减少0.0764°;正常航迹植保作业下,东北天方向速度均方根误差减少0.2105、0.1849、0.2388 m/s;东北天方向位置均方根误差分别减少0.21、0.19、0.23 m,有效提高位姿估计精度。

基于相邻争夺算法的无人机多架次植保作业路径规划

为了提高植保无人机作业效率,减少无人机作业损耗,该研究针对传统粒子群优化(particle swarm optimization,PSO)算法在规划植保作业路径时容易陷入局部最优,能耗最优方案的搜索能力低下等问题,该研究提出一种基于相邻争夺(adjacent competition, AC)算法的植保无人机作业路径规划算法。首先,对所有粒子设置作业距离范围,以防止单次作业距离过长或过短的极端情况;其次,在作业距离范围内随机分配每个粒子的作业距离,作为搜索的初始值;最后,相邻粒子相互争夺作业距离间接改变各架次作业距离,搜索出最优路径。相邻争夺算法保证了植保无人机作业总距离一定,对搜索方向进行先验且保证特殊点不被遗漏,避免算法陷入局部最优解。使用Matlab软件对420 m×200 m的模拟植保场地进行算法仿真验证,传统粒子群算法常陷入局部最优解,在10次规划中相较于遍历出的能耗最优规划方案增加了16.16%~38.14%的能耗,本文提出的相邻争夺算法规划结果的能耗远低于传统粒子群算法,算法具有更强的搜索能力。使用RflySim仿真平台搭建植保无人机模型和420 m×200 m的作业场地,在虚拟环境下比较传统粒子群算法与相邻争夺算法规划结果的模拟跟踪情况,相邻争夺算法规划结果的能耗相较传统粒子群算法减少了25.15%。420 m×200 m作业场地实际飞行试验中,相邻争夺算法规划结果的能耗相较传统粒子群算法减少了34.48%,更适应多架次植保作业。

华池县农业植保社会化服务的探索与实践

农业植保社会化服务,是增强农业防灾减灾能力,适应农业绿色发展和提高农作物病虫害绿色防控覆盖率的需要。为了提升农业植保社会化服务能力,规范农作物病虫害防治,基于多年实践和相关文献,在阐述农业植保社会化服务及其现实意义的基础上,分析了华池县农业植保社会化服务现状,总结出了农业植保社会化服务的发展经验:培育服务主体,提升服务水平;健全管理机制,增强服务能力;扩大宣传,提高农户认识;强化培训,提高服务质量;加大政策扶持,提升防控力度等,以上经验有利于拓展农业植保服务的范围和深度,促进县域农业植保社会化服务快速发展。

单旋翼无人机植保作业系统的研制与实验研究

为了提高植保无人机的工作效率,降低无人机的操作难度,研制了单旋翼无人机植保作业系统。根据植保作业流程,单旋翼无人机植保作业系统实现启动、预热、起飞、飞行、喷洒作业、加药和返航等全过程无人工干预的自动飞行作业。单旋翼无人机植保控制系统包括作业平台、飞行控制、数据链路、地面站系统、系统应用、飞行器管理、用户信息管理、专业知识管理、大数据业务,实现了喷洒区域的精准控制,地面站系统与飞行系统的控制与交互,植保信息的存贮与分析等。通过实验研究表明:单旋翼无人机植保作业系统有效提高了植保工作效率,降低了飞行操作人员的操作难度。

植保无人机喷施棉花脱叶剂与配套助剂使用配比研究

为了进一步研究植保无人机喷施棉花脱叶剂关键技术,本文采用极飞P30四旋翼电动植保无人机(UAV)(以下简称极飞P30)喷施棉花脱叶剂“瑞脱龙”,研究了瑞脱龙与配套专用助剂4种配比处理对棉花的脱叶率、吐絮率以及产量和品质的影响。结果表明:无人机喷施瑞脱龙与专用助剂配比为1∶1时,20 d后棉花的脱叶效果和吐絮效果较其他处理最好。且与对照相比对棉花铃重、衣分及纤维品质等主要指标无不利影响。

四旋翼植保无人机机臂折叠机构轻量化设计

为了更好地实现农业无人机整机的轻量化,以某四旋翼植保无人机机臂折叠机构为对象展开研究。首先,依据机臂折叠机构的工作原理、结构特征和载荷状况,建立了机臂折叠机构的三维模型;其次,在对机臂折叠机构进行静力学分析和模态分析的基础上,以质量优化为目标,将未受力部分设计为优化区,并对其进行拓扑优化;最后,通过对优化结果的分析,在UG三维建模软件中重建实体模型,并再次进行静力学分析和模态分析,验证优化后的机臂折叠机构是否满足四旋翼植保无人机在实际工作中的静动态特性要求。研究结果表明:优化后机臂折叠机构的质量由最初的231.54g减少至204.21g,无人机整机总质量降低了109.32g,且优化后的机臂折叠结构在减轻质量的同时提升了结构的整体性能。

涉农高校植保药械课程教学改革与实践

本研究结合“新农科”背景,调研了涉农高校植保药械课程建设情况,从优化课程结构、改革课程内容、创新教学模式等维度对相关课程教学进行了设计,以满足植保专业大学生职业发展需要。课程教学实践表明,课程设计的适合度、支撑度、有效度、达成度和满意度等得到学生认可。植保药械课程教学的设计与实践对相关课程建设有借鉴意义。

秀山县水稻病虫害防控成效植保贡献率评价试验

水稻病虫害防控是确保水稻产量的重要措施。为客观评价水稻病虫害防控成效,2023年秀山县组织开展水稻病虫害防控成效植保贡献率评价试验,试验设置完全不防治、严格防治、统防统治和农户自防区共4个处理。结果表明,统防统治区植保贡献率为53.49%,农户自防区为45.58%;按照严格防治区、统防统治区、农户自防区面积各占比15%、35%、50%测算,县域(水稻)植保贡献率为50.66%。2023年秀山县水稻病虫害防控共计挽回产量损失6.97万t,成效十分显著。

双目视觉三维重建下的植保机作业优化研究

以喷雾植保机自动化作业路径规划为研究对象,利用双目视觉摄像机对作业环境区域内的障碍物进行检测,并基于三维重建技术构建障碍物空间位置坐标,根据检测到的障碍物位置信息对喷雾植保机的避障路径进行规划,以保证喷雾植保机作业过程可实时避障。试验结果表明:喷雾植保机能够按照预先设定的作业路径行进,遇到障碍物时能够及时进行障碍检测,并根据规划路径进行避障,保证了喷雾作业的有效实施。

直线型倾转多旋翼植保无人机建模与控制

针对直线型倾转多旋翼植保无人机模型耦合复杂、作业时易受施药执行器干扰等问题,提出了一种模型补偿-线性自抗扰控制算法。首先建立无人机运动学和动力学模型,并分析作业时离心喷头产生的力矩作用影响;然后将作业模型中的固定部分作为已知扰动,引入模型补偿-扩张状态观测器估计内外未知总扰动并动态补偿控制系统,完成位姿控制器设计。仿真结果表明,所提出的算法在作业场景下偏航角度误差小于0.2°,恢复时间小于0.55 s,相比于PID算法和线性自抗扰算法最大角度偏差分别降低3.4°和0.9°,恢复时间减少3.1和0.99 s,具有较强的鲁棒性。飞行实验表明,该无人机可以很好地跟踪植保作业轨迹,最大位置稳态误差小于15 cm,满足植保作业需求。

华池县植保社会化服务现状及发展对策

植保社会化服务是现代农业发展的必然趋势和客观要求。为了提升华池县农业植保社会化服务能力,通过对华池县植保社会化服务现状及存在问题的调查分析,提出了今后华池县植保社会化服务的发展对策是:强化宣传引导,提升全社会植保社会化服务意识;强化体系建设,增强农业生产安全保障;强化服务能力建设,提升服务效能;强化部门监管,规范植保社会化服务模式。

植保素代谢机理、生理活性及玉米植保素的研究进展

病原菌侵染和昆虫为害是导致作物减产和品质下降的主要原因之一,严重威胁粮食安全。植物受病原物侵害后产生的能够有效抵制病原菌侵染的重要次生代谢物被称为植保素,诱导植保素的合成并对其进行精细调控,是植物稳定发育的基础之一。植保素响应防御反应的机制较为复杂,当前大部分植保素的生物合成与调控机制尚在探索中。本文从植保素的发展、诱导因子、种类及其生理活性方面综述了植保素近年来的研究进程,并着重介绍了玉米植保素的研究现状,对相关区域存在的问题和可能的研究方向进行了讨论与展望。

植保机械智能化技术研究现状与趋势

大田智能化植保机械是提高农药利用率、提升粮食品质、保障农业可持续发展的重要手段。为了解植保机械智能化技术的研究现状、明确未来发展方向,围绕高地隙植保机智能化作业的规模农田大尺度下的处方施药、地块级小尺度下的对靶喷药以及随速变量喷药三大主流方向,从感知、分析、决策、控制等方面,阐述了融合高精度卫星定位的处方图构建、空间坐标变换方法和处方识别的技术原理、对靶喷药技术路线及杂草识别关键技术研究水平,认为基于在线处方的高精度喷药是未来研究的重点;针对随速变量喷药的高精度测速这一关键技术,进行了4种测速模式的优缺点对比分析,随着卫星定位在农机上的广泛应用,卫星测速以其更加通用、便捷、精准将成为高精度测速的主要方式。为探究变量喷药控制的发展现状,对压力控制变量喷药和管路截流式流量控制变量喷药两种控制方式及实现方法进行了总结,从结构复杂性、实现的安全性和系统稳定性方面综合来看,管路截流式流量控制是实现变量喷药的主要方式,并从技术原理、实现过程及优化应用情况对流量控制的分段控制、脉宽调制、PID控制3种控制算法进行了论述,认为基于机器学习的PID控制将是改善流量调控性能重要方向。随着人工智能技术的不断发展,融合智能感知、分析决策和自主作业能力的植保机器人将成为植保机械未来主流的发展方向。

烟台市果园植保机械应用现状及对策研究

随着农业科技进步,植保机械化逐渐成为果园增产增效的重要保障。该文阐述了烟台市果树种植现状,介绍了当地常用手动喷雾器、果园风送式喷雾机、植保无人机等的主要型号,分析了,植保机械应用中存在的问题,针对性提出加强企业科技创新和资金投入、建立完善的植保机械行业标准和制度、加快推进农机与农艺的融合发展等发展建议,以期为烟台市果园植保机械应用提供借鉴参考。

绿色植保理念下小麦病虫害防治技术分析

小麦作为我国范围内重要的粮食作物,其种植质量以及年产量经常会受到气候环境、人为因素、土壤结构等多种因素影响,使得病虫害问题日益严峻,影响农户在这一阶段自身经济效益的充分获取。将现代化新型技术手段应用到小麦种植工作的病虫害防治中,将会为绿色植保理念的有效落实提供基础引导。基于此,从绿色植保理念概述,绿色植保理念下小麦常见的病虫害,绿色植保理念下小麦病虫害防治技术,三个角度展开了更为细致的分析,以期为绿色植保理念下小麦病虫害防治技术落实提供参考。

基于分布式系统的植保机智能与安全性能优化

针对植保机智能化程度和安全性能无法满足要求以及过多的信息资源造成植保机无法进行合理的任务分配问题,基于分布式系统对植保机进行了设计,并对其智能和安全性能进行优化。为了对多植保机进行调度,解决任务分配问题,对植保机的分布式系统软件进行了设计,包括建立植保机的一对多任务分配模型,并对模型进行人工免疫算法设计,以在较短的时间内得到最优的任务分配方式。为了验证植保机的性能,对植保机进行了多任务分配试验和智能变量喷洒试验,结果表明:植保机可根据飞行任务自动调整喷药量,实现智能变量喷洒,且可快速地对植保机进行任务分配。

植保无人机在水稻病虫害防治应用中的对策研究

为了深入研究无人机在水稻病虫害防治中的规律,致力于推动无人机植保技术的不断改进和提升,减少农药用量,提高水稻植保质量。在乡村振兴战略的大背景下,依托合作企业和无人机应用技术专业,以植保无人机技术为研究对象,明确研究思路,制定具体的研究对策。通过实践探索,成功研发出适用于湖南省主要农作物水稻的高效植保无人机作业方案和植保无人机操控技术。

植保无人机在露地甜瓜病虫害防治中的应用分析

车载电动喷雾器、吊杆喷雾器和人工背负式喷雾器是露地甜瓜防治病虫害常用的施药方式,存在损坏作业人员健康、劳动强度大、作业效率低等问题。采用植保无人机施药已成为甜瓜病虫害防治更为高效的技术手段,但是生产中也存在防治效果参差不齐、甜瓜叶片易受损等问题。为预防此类问题的发生,本文通过研究植保无人机在露地甜瓜病虫害防治中的应用流程及注意事项,探讨其应用效果,对于提高露地甜瓜生产效益和安全性具有重要意义。

农业政策对基层植保的影响与应对策略

该文旨在深入探讨中国农业政策对基层植保的影响,并针对这些影响提出有效的应对策略。首先,对农业补贴政策、农业绿色发展政策、农业科技推广政策、农业保险政策及农业环保政策进行深入剖析,并揭示这些政策对基层植保的深远影响。包括农业补贴政策对农民的植保投入产生显著影响,农业绿色发展政策推广生物农药和绿色防控技术,对减少化学农药的使用产生的影响,农业科技推广政策对农民的植保知识和技能产生直接影响,农业保险政策帮助农民病虫害防治过程的影响,农业环保政策的严格性可能会限制某些农药的使用,给基层植保体系带来的影响等。针对以上影响,该文提出一系列的应对策略。包括加强农业科技推广,提高农民的植保知识和技能;建立和完善农作物病虫害防控体系,提高基层植保效率;引导农民参与农业保险,减轻病虫害带来的损失;促进绿色植保,减少农业环保政策对基层植保的负面影响。