四軸飛行器在農業上應用的研究

蔣暢+劉凡齊

【摘要】 作為農業大國，農林業病蟲害的發生對我國農作物產量造成了巨大的損失，當前我國農田病蟲害的防范治理大部分依靠人力進行，勞動任務繁重，且危險性也很大。由于農作物自身的一些條件限制，一些大型機械難以進入進行農藥噴灑。四軸飛行器的應用可以很好的克服這些缺點，利用單片機作為主控的智能農用飛行器，能實現自動的對農作物進行農藥的噴灑，使得農藥噴灑變得容易，極大的提高了效率，也擺脫繁重的體力勞動。

【關鍵詞】 四軸飛行器 農業 應用

引言

由于四軸飛行器[1]用于藥液的噴灑不會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定在2m左右，在很小的空地便可起飛對農作物進行藥液的噴灑，且在氣流的推動下形成藥霧，直接減少了農藥液的流失量，噴灑的農藥在作物葉面上覆蓋率越大，其防治蟲害的效果就會越好，同時節省了農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。農用四軸飛行器的使用最大程度的減少了人接觸農藥的時間，保證了人的生命安全，減少了沉重的體力勞動，也極大的提高了工作效率。

一、背景與意義

近些年來，隨著電子控制技術與現代化控制理論的發展，四軸飛行器漸漸的進入了人們的視線，而且得到了飛速的發展，四軸飛行器是由多組動力裝置組成的飛行平臺，它由無刷電機驅動螺旋槳組成單組旋翼動力系統，由慣性導航系統、飛行姿態控制系統、GPS或北斗衛星定位系統、電子調速器等系統構成?？梢詫崿F定點、定高懸停等飛行動作。四軸飛行器作為一種結構新奇、性能出色的無人飛行器，運用了眾多方面的高新技術，具備重要的應用前景。

二、特點與優勢

與固定翼和直升機等一些常規的有人或無人飛行器相比較，四軸飛行器因其簡單的系統架構和獨特的結構有十分顯著的特點與優勢。

（1）結構簡單。因為四軸飛行器并不用專門的反扭矩槳，可以通過自身的獨特結構使飛行器扭矩平衡，而且采用多螺旋槳結構可以提高負載能力。

（2）以大容量的電池作為動力的來源。環保，無污染。

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

三、應用方向

3.1在農業植保上的應用

伴著我國經濟實力的飛速發展，城市化發展也進入了一個飛速發展時期，大量人員不斷地涌入城市，給城市的發展提供了足夠的動力，然而這樣的快速發展卻對我國的農業發展帶來了不小的影響，我國是一個以農業生產為主的國家，基本農田每一年都要進行繁重的農藥噴灑作業，農作物的災害防范與治理的任務十分的艱巨，且每一年我國由于噴灑農藥而導致中毒人數也非常的驚人。隨著我國對農村的土地政策的轉變，很多的農民開始農場化管理農田。農場化管理農田就必須有相應的先進生產技術作為配套保障，才能最大限度的去降低生產成本、提高生產的效率，而在農作物植保噴灑方面就表現得尤為突出。四軸飛行器以其良好的飛行性能，可以實現攜帶農藥在農作物2m高處進行噴灑作業，噴灑均勻，效果良好，最大限度的節省了人力和物力，實現了高效率的噴灑。

3.2在農田信息搜集上的運用

精準農業是現如今世界各國農業未來發展的一個新方向。目前，用來獲得農田信息的方法主要有大型的飛機進行航拍、衛星遙測等傳統方式。[2]傳統的農田信息收集技術獲取的農田信息并不精確，且受限于作業周期和生產成本等因素的影響，其實時性較差且易受天氣因素的影響，很難以滿足現代農業生產和獲取信息的需求；我國幅員遼闊，地形地貌復雜，且農作物品種繁多，農民多以小規模種植為主，為了能在一定的范圍內去實現精準農業，能從較低的高度去獲得農田基本數據的系統有著更好的前景。而四軸飛行器的優點就是能夠懸停和垂直的起降，能從較低的高度去獲得農田基本信息，且不易受到農田空域氣象環境的影響，更不用去對農田進行破壞性的采集樣本，且更容易收集到精確的農田基本信息。在現實運行的過程當中，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與無線圖像傳輸系統，從高空對農作物的受災情況進行實景拍攝和實時監控，協助有關部門去制定防災方案，并采取有效的措施。四軸飛行器低空農田信息收集系統有著很好的發展前景。

四、結語

綜上所述，四軸飛行器在農業應用方面有著非常廣闊的前景，隨著后續的研發與電子技術的飛速發展，會對農業的各個方面帶來一場變革。農用四軸飛行器技術的應用，將標志著我國農業發展向高科技農業時代邁近了一大步。

參 考 文 獻

[1]萬俊. 四軸飛行器的研究與制作[D].華中師范大學，2014.

[2]扈菲菲，姬江濤，賀智濤，等.農田環境四旋翼信息采集系統的設計與試驗[J].河南科技大學學報：自然科學版，2013