蔣暢+劉凡齊

【摘要】 作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，農(nóng)林業(yè)病蟲害的發(fā)生對(duì)我國(guó)農(nóng)作物產(chǎn)量造成了巨大的損失，當(dāng)前我國(guó)農(nóng)田病蟲害的防范治理大部分依靠人力進(jìn)行，勞動(dòng)任務(wù)繁重，且危險(xiǎn)性也很大。由于農(nóng)作物自身的一些條件限制，一些大型機(jī)械難以進(jìn)入進(jìn)行農(nóng)藥噴灑。四軸飛行器的應(yīng)用可以很好的克服這些缺點(diǎn)，利用單片機(jī)作為主控的智能農(nóng)用飛行器，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)的對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行農(nóng)藥的噴灑，使得農(nóng)藥噴灑變得容易，極大的提高了效率，也擺脫繁重的體力勞動(dòng)。

【關(guān)鍵詞】 四軸飛行器 農(nóng)業(yè) 應(yīng)用

引言

由于四軸飛行器[1]用于藥液的噴灑不會(huì)受到地形等外在因素的約束，而且可以與作物之間的距離穩(wěn)定在2m左右，在很小的空地便可起飛對(duì)農(nóng)作物進(jìn)行藥液的噴灑，且在氣流的推動(dòng)下形成藥?kù)F，直接減少了農(nóng)藥液的流失量，噴灑的農(nóng)藥在作物葉面上覆蓋率越大，其防治蟲害的效果就會(huì)越好，同時(shí)節(jié)省了農(nóng)藥的用量及水的用量，這在一定的程度上減少了物資的消耗。農(nóng)用四軸飛行器的使用最大程度的減少了人接觸農(nóng)藥的時(shí)間，保證了人的生命安全，減少了沉重的體力勞動(dòng)，也極大的提高了工作效率。

一、背景與意義

近些年來，隨著電子控制技術(shù)與現(xiàn)代化控制理論的發(fā)展，四軸飛行器漸漸的進(jìn)入了人們的視線，而且得到了飛速的發(fā)展，四軸飛行器是由多組動(dòng)力裝置組成的飛行平臺(tái)，它由無刷電機(jī)驅(qū)動(dòng)螺旋槳組成單組旋翼動(dòng)力系統(tǒng)，由慣性導(dǎo)航系統(tǒng)、飛行姿態(tài)控制系統(tǒng)、GPS或北斗衛(wèi)星定位系統(tǒng)、電子調(diào)速器等系統(tǒng)構(gòu)成。可以實(shí)現(xiàn)定點(diǎn)、定高懸停等飛行動(dòng)作。四軸飛行器作為一種結(jié)構(gòu)新奇、性能出色的無人飛行器，運(yùn)用了眾多方面的高新技術(shù)，具備重要的應(yīng)用前景。

二、特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)

與固定翼和直升機(jī)等一些常規(guī)的有人或無人飛行器相比較，四軸飛行器因其簡(jiǎn)單的系統(tǒng)架構(gòu)和獨(dú)特的結(jié)構(gòu)有十分顯著的特點(diǎn)與優(yōu)勢(shì)。

（1）結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。因?yàn)樗妮S飛行器并不用專門的反扭矩槳，可以通過自身的獨(dú)特結(jié)構(gòu)使飛行器扭矩平衡，而且采用多螺旋槳結(jié)構(gòu)可以提高負(fù)載能力。

（2）以大容量的電池作為動(dòng)力的來源。環(huán)保，無污染。

（3）可以垂直起飛降落，在空中定點(diǎn)懸停、按預(yù)定航線飛行等，還可在較小的空間里飛行，不會(huì)受場(chǎng)地的限制。

三、應(yīng)用方向

3.1在農(nóng)業(yè)植保上的應(yīng)用

伴著我國(guó)經(jīng)濟(jì)實(shí)力的飛速發(fā)展，城市化發(fā)展也進(jìn)入了一個(gè)飛速發(fā)展時(shí)期，大量人員不斷地涌入城市，給城市的發(fā)展提供了足夠的動(dòng)力，然而這樣的快速發(fā)展卻對(duì)我國(guó)的農(nóng)業(yè)發(fā)展帶來了不小的影響，我國(guó)是一個(gè)以農(nóng)業(yè)生產(chǎn)為主的國(guó)家，基本農(nóng)田每一年都要進(jìn)行繁重的農(nóng)藥噴灑作業(yè)，農(nóng)作物的災(zāi)害防范與治理的任務(wù)十分的艱巨，且每一年我國(guó)由于噴灑農(nóng)藥而導(dǎo)致中毒人數(shù)也非常的驚人。隨著我國(guó)對(duì)農(nóng)村的土地政策的轉(zhuǎn)變，很多的農(nóng)民開始農(nóng)場(chǎng)化管理農(nóng)田。農(nóng)場(chǎng)化管理農(nóng)田就必須有相應(yīng)的先進(jìn)生產(chǎn)技術(shù)作為配套保障，才能最大限度的去降低生產(chǎn)成本、提高生產(chǎn)的效率，而在農(nóng)作物植保噴灑方面就表現(xiàn)得尤為突出。四軸飛行器以其良好的飛行性能，可以實(shí)現(xiàn)攜帶農(nóng)藥在農(nóng)作物2m高處進(jìn)行噴灑作業(yè)，噴灑均勻，效果良好，最大限度的節(jié)省了人力和物力，實(shí)現(xiàn)了高效率的噴灑。

3.2在農(nóng)田信息搜集上的運(yùn)用

精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)是現(xiàn)如今世界各國(guó)農(nóng)業(yè)未來發(fā)展的一個(gè)新方向。目前，用來獲得農(nóng)田信息的方法主要有大型的飛機(jī)進(jìn)行航拍、衛(wèi)星遙測(cè)等傳統(tǒng)方式。[2]傳統(tǒng)的農(nóng)田信息收集技術(shù)獲取的農(nóng)田信息并不精確，且受限于作業(yè)周期和生產(chǎn)成本等因素的影響，其實(shí)時(shí)性較差且易受天氣因素的影響，很難以滿足現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和獲取信息的需求；我國(guó)幅員遼闊，地形地貌復(fù)雜，且農(nóng)作物品種繁多，農(nóng)民多以小規(guī)模種植為主，為了能在一定的范圍內(nèi)去實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，能從較低的高度去獲得農(nóng)田基本數(shù)據(jù)的系統(tǒng)有著更好的前景。而四軸飛行器的優(yōu)點(diǎn)就是能夠懸停和垂直的起降，能從較低的高度去獲得農(nóng)田基本信息，且不易受到農(nóng)田空域氣象環(huán)境的影響，更不用去對(duì)農(nóng)田進(jìn)行破壞性的采集樣本，且更容易收集到精確的農(nóng)田基本信息。在現(xiàn)實(shí)運(yùn)行的過程當(dāng)中，能很大程度上代替人工操作?？梢酝ㄟ^在四軸飛行器上掛載不同的傳感器來收集不同的信息，滿足大面積土地信息的獲取，還可以利用四軸飛行器的航拍系統(tǒng)與無線圖像傳輸系統(tǒng)，從高空對(duì)農(nóng)作物的受災(zāi)情況進(jìn)行實(shí)景拍攝和實(shí)時(shí)監(jiān)控，協(xié)助有關(guān)部門去制定防災(zāi)方案，并采取有效的措施。四軸飛行器低空農(nóng)田信息收集系統(tǒng)有著很好的發(fā)展前景。

四、結(jié)語

綜上所述，四軸飛行器在農(nóng)業(yè)應(yīng)用方面有著非常廣闊的前景，隨著后續(xù)的研發(fā)與電子技術(shù)的飛速發(fā)展，會(huì)對(duì)農(nóng)業(yè)的各個(gè)方面帶來一場(chǎng)變革。農(nóng)用四軸飛行器技術(shù)的應(yīng)用，將標(biāo)志著我國(guó)農(nóng)業(yè)發(fā)展向高科技農(nóng)業(yè)時(shí)代邁近了一大步。

參 考 文 獻(xiàn)

[1]萬俊. 四軸飛行器的研究與制作[D].華中師范大學(xué)，2014.

[2]扈菲菲，姬江濤，賀智濤，等.農(nóng)田環(huán)境四旋翼信息采集系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與試驗(yàn)[J].河南科技大學(xué)學(xué)報(bào)：自然科學(xué)版，2013