【文章內(nèi)容簡介】 術(shù)；（2）完成無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺與施藥裝備；（3）完成無人駕駛輕型農(nóng)用直升機平臺，無人機控制系統(tǒng)的高度與速度誤差小于5% ，具備自動駕駛與傻瓜式操控功能；（4）完成航空施藥新型制劑研發(fā)；3. 項目研究開發(fā)的重點農(nóng)業(yè)航空作業(yè)相對地面機具作業(yè)而言有著更復雜的農(nóng)藥沉積與飄移規(guī)律，從標靶上飄移的農(nóng)藥，不能真正發(fā)揮防治病蟲草害的作用，反而會導致浪費農(nóng)藥、降低防治效果，增加防治次數(shù)、相鄰地塊的敏感作物受損、過量噴藥、農(nóng)藥殘留超標、空氣和水源污染等一系列后果，對人類、動物和植物產(chǎn)生不良的影響。為降低農(nóng)藥漂移，針對不同的無人機平臺，研究機身下方藥液霧滴在氣流場中的運動情況，分析環(huán)境因素（溫度、風速、風向等）、施藥量、作業(yè)速度等因子與藥液飄移距離、飄移量的復雜關(guān)系，評估施藥安全性，制定措施，減少農(nóng)藥對生態(tài)的污染。 精準施藥控制系統(tǒng)研究根據(jù)農(nóng)用輕型無人機航空施藥方式與方法，重點研究施藥過程全程自動控制技術(shù)，針對我國的無人機平臺，研究設計開發(fā)新型的精準施藥系統(tǒng)與GPS導航系統(tǒng)，實現(xiàn)噴灑精確對接、定點施藥、自動導航、高效自主作業(yè)，避免施藥過程中重噴漏噴現(xiàn)象，解決施藥操控問題。研究開發(fā)新型施藥控制系統(tǒng)，使用嵌入式系統(tǒng)技術(shù)，完成變量控制、無線電通訊、信號處理、功率分配等模塊化設計，實現(xiàn)施藥裝備遠程變量控制與工作參數(shù)遙測反饋等功能。使用C語言和MATLAB語言開發(fā)航路規(guī)劃和實時顯示系統(tǒng)，集GPS和GIS于一體，實現(xiàn)自動規(guī)劃農(nóng)田邊界、自動規(guī)劃飛行航路、測算農(nóng)田面積、實時顯示飛行軌跡、定點精準施藥功能。目前我國的農(nóng)用無人機平臺絕大多數(shù)是由軍工、航拍、測量等各個領(lǐng)域轉(zhuǎn)換而來，具有高空、高速、長遙控距離的特點，而農(nóng)業(yè)航空施藥作業(yè)要求無人機低空、低速、平穩(wěn)飛行，加之作業(yè)周期內(nèi)使用頻繁，操作人員素質(zhì)參差不齊，還需要解決無人機耐用性、操作簡易性及經(jīng)濟性的問題。本課題針對目前我國的無人機平臺，從低空穩(wěn)定性控制、傻瓜化操控、機體動力系統(tǒng)改造、發(fā)動機增壽等方面進行無人機平臺的農(nóng)業(yè)適應性研究改造，使之能夠更好的應用于農(nóng)業(yè)植保。無人機超低空飛行，首先，由于地面反彈氣流的存在，使得旋翼下方氣流混亂，氣壓高度計數(shù)值波動劇烈，目前我國的無人機平臺，多數(shù)存在低空控制盲區(qū)；其次，GPS衛(wèi)星定位信號也會隨著地面溫度、云層變化、氣流流動等因素產(chǎn)生整體漂移。本課題擬以消減地面效應影響，增加低空定位精度為研究目標，對目前我國的無人機平臺做進一步的研究改造。我國的無人機平臺標準的遙控器上，裝有2搖桿、4微調(diào)以及其他10余個按鈕，操作人員需要從總距、橫滾、俯仰、航向8方向控制姿態(tài)調(diào)整，人工培訓僅無人機操作上就需要經(jīng)歷軟件模擬——航模練習——真機操控3個階段，培訓周期歷時3個月，另一方面，我國飛機農(nóng)業(yè)作業(yè)人員素質(zhì)參差不齊，無法在短時間內(nèi)達到專業(yè)人員水平。因此，本課題針對以上情況，結(jié)合無人機的飛行控制系統(tǒng)與操控界面，研究控制策略與算法改進，開發(fā)新型遙控裝備，實現(xiàn)無人機平臺的傻瓜化操作，大幅降低操作難度，縮短人員培訓時間，提高無人機田間作業(yè)的靈活性和工作效率。 新型航空施藥藥劑研究實驗證明，使用普通藥液于5m高度噴施，在旋翼氣流與外部環(huán)境因素綜合影響下，10%20%的藥劑在空中蒸發(fā)彌漫在空氣中，嚴重影響施藥效果，污染生態(tài)環(huán)境。本課題擬展開農(nóng)藥藥劑成分、劑型、添加劑等方面研究，開發(fā)多種適用于航空噴灑的超低量農(nóng)藥劑型。三、相關(guān)領(lǐng)域國內(nèi)外技術(shù)現(xiàn)狀、發(fā)展趨勢及國內(nèi)現(xiàn)有工作基礎、專利等知識產(chǎn)權(quán)及相關(guān)技術(shù)標準情況分析. 國外農(nóng)業(yè)航空現(xiàn)狀及趨勢農(nóng)業(yè)航空發(fā)達國家以美國和日本為典型代表，發(fā)展狀況主要表現(xiàn)為：農(nóng)業(yè)航空施藥作業(yè)是農(nóng)業(yè)航空服務最主要的作業(yè)項目，農(nóng)用航空裝備齊全，技術(shù)相對成熟，培訓服務體系完善，相關(guān)規(guī)范健全，農(nóng)業(yè)航空作業(yè)比重大。美國航空施藥作業(yè)規(guī)范齊全，相關(guān)的法律法規(guī)健全，航空施藥設備、部件系列完善，能適合不同作業(yè)要求，年航空施藥面積達3400萬公頃，占總耕地面積的25%以上，其中水稻施藥作業(yè)100%采用航空作業(yè)方式。隨著精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的發(fā)展，一些不同類型的精準農(nóng)業(yè)技術(shù)包括全球定位系統(tǒng)(GPS)、地理信息系統(tǒng)(GIS)、遙感系統(tǒng)（RS）、作物生產(chǎn)專家管理系統(tǒng)和新類型的裝備及部件，也逐步應用于農(nóng)業(yè)航空，這些精準農(nóng)業(yè)技術(shù)的應用，提升了美國農(nóng)業(yè)航空技術(shù)水平，必將進一步加大農(nóng)業(yè)航空在其農(nóng)業(yè)領(lǐng)域的應用比重。日本農(nóng)業(yè)耕地面積470萬公頃，農(nóng)業(yè)航空作業(yè)面積253萬公頃，占航空作業(yè)38%。，其中水稻施藥作業(yè)全部采用無人機施藥裝備進行防治，近年來麥類、豆類、蘿卜、洋蔥、生姜、甘蔗等也逐步采用農(nóng)用無人機進行病蟲害防治。日本目前用于農(nóng)業(yè)方面的無人機，以YAMAHA RMAX系列為主，每小時可噴灑農(nóng)藥7—10公頃，一架RMAX每天可噴灑農(nóng)藥80公頃。采用農(nóng)用無人駕駛輕型直升飛機進行農(nóng)業(yè)生產(chǎn)已成為發(fā)展趨勢之一。在農(nóng)藥制劑方面，日本有水稻、小麥、玉米作物專用的無人機噴灑農(nóng)藥制劑，目前在冊登記的專用農(nóng)藥已達150余種。 農(nóng)業(yè)航空呈現(xiàn)不同的發(fā)展模式現(xiàn)在世界上通用飛機多達33．6萬架，每年作業(yè)面積近4000 萬h，我國只占其 1‰。全世界已有農(nóng)用飛機 60多種，其中固定翼飛機40多種， 旋翼(直升)機20多種，共約3萬余架，其中美國8000 多架，俄羅斯1萬多架，加拿大、澳大利亞等國也有數(shù)百架。 億hm2,占世界耕地面積17％。其中美國、俄羅斯、日本3國分別達到 1億hm 7000萬hm180萬hm2， 分別占本國耕地面積的45％、35％和39％。美國地耕地面積廣，呈大規(guī)模化經(jīng)營，促進了美國農(nóng)業(yè)航空的快速發(fā)展，使其成為農(nóng)業(yè)航空技術(shù)最先進的國家?，F(xiàn)擁有農(nóng)用航空公司2000多家，農(nóng)用飛機近萬架（實際在用的飛機大約為4000架），在冊的農(nóng)用飛機駕駛員2000多名，飛機大約有20多個品種，分為單翼、雙翼和直升飛機，多為有人駕駛機型，飛機的安全性能較高。據(jù)美國全國農(nóng)業(yè)航空協(xié)會（NAAA）提供的數(shù)據(jù)，現(xiàn)在農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)中，25%都是采用空中作業(yè)完成的，主要是谷物生產(chǎn)和病蟲害防 具有完善的航空施藥技術(shù)裝備與服務體系國外不斷完善航空施藥技術(shù)裝備與服務體系，具體表現(xiàn)在，裝備量逐年增長，作業(yè)面積不