[00136618]丘陵山地果园环境中无人机作业关键装置研究及应用

①课题来源与背景 项目来源于广东省无人智能技术项目：丘陵山地果园环境中无人机作业关键装置研究及应用（2017B010117012）,文件编号: 粤科规财字[2017]139号。 广东省水果种植面积达110万公顷,产值1100亿元,柑橘、荔枝和龙眼是我省特色水果,超过我省水果总量30%,种植于山地丘陵地带。随国家政策支持与无人机技术发展,农用无人机市场超百亿元。针对山地果园地形地貌复杂,气候多变且病虫害多发的特点,申报单位联合相关科研院所和农业龙头企业进行攻关,研发具有自主知识产权的丘陵山地果园环境中无人机及作业关键装置,打破国外农用无人机在山地果园作业的垄断地位。 ②技术原理及性能指标 技术原理：1)无人机作业环境及飞行参数实时获取关键技术研究：丘陵山地地形地貌低空多尺度遥测技术研究;面向山地多变气候环境的机载高稳定性气象传感装置研发;飞行参数实时动态调节技术研究;2)丘陵山地果园的农业环境低空感知作业装备研发：果树生长状况、营养状况和病虫害程度的低空检测关键技术研究,农业环境低空感知作业机载装置研发;3)机载智能喷施关键技术研究及装备研发：变量喷施控制技术研究,作业自增稳技术研究与系统研发,不同飞行速度下喷施流量自适应调节装置研发。 性能指标：项目的实施有效地提高了我省自主研发农用无人机的技术水平,促进丘陵山地果园环境中无人机作业关键装置的产业化,解决山地果园无人机飞行稳定性、喷施不均匀、雾滴漂移严重和对靶命中率低等问题,提升我省山地果园的机械化作业效率,实现我省山地果园喷施的高效无人化作业,有力地推动了我省果蔬产业的发展,并起到良好的示范作用。 ③技术的创造性与先进性 1)针对作业环境地形地貌和多变气候,利用多源数据高效率实时融合技术,提出飞行和作业的自增稳方法,提高了丘陵山地作业的安全系数; 2)研制果园农业环境实时低空感知作业装备,通过设计可组合替换的小型单波段传感器模块实现多光谱数据的低成本与低重量获取,应用统计学习与模式识别方法,能够无损和快速诊断果树的生长状况、营养情况与虫害影响,实现果园无人机航喷作业的变量喷洒控制; 3)将智能变量精准喷施技术应用在丘陵山地果园环境中,确保不同地形、位置、气候和风向条件下农药喷洒的一致性和均匀性,提高了喷洒效率。 ③技术的成熟程度,适用范围和安全性 本项目所研发的丘陵山地果园环境中无人机作业装置的相关技术已成熟并进入产业化阶段,装置适用于丘陵山地,并交付多家客户使用,在客户在使用系统过程中未发生安全事故,下一步将配合政府政策条件下对进行推广。 ⑤应用情况及存在的问题 通过本项目的实施,公司对研发的成果进行推广执行,在取得了良好经济效益的同时,并得到广东省内外众多企业的高度认可,如为广州市荔鼎生态农业开发有限公司、上海骏果实业有限公司等企业成功开发的无人机,项目期间累计新增销售收入2,954.86万元,累计新增利税328.63万元,创造了一定的经济和社会效益。 本项目已经攻克和掌握了全部关键技术难题,拥有自主知识产权,主要问题是对丘陵山地果园环境中无人机作业装置工艺进行进一步优化。在今后的生产工作中,为实现单位可持续发展,继续坚持“科研兴企、科研强企”的观念,走我国节能、环保,低投入、高产出、高附加值的无人机发展道路,为此,我们将不懈努力,进一步加快丘陵山地果园环境中无人机作业装置的推广应用。 ⑥历年获奖情况 1)广东省科技进步二等奖（智慧农业信息实时获取与智能管控关键技术及装备）1项 2)教育部高校科技进步一等奖（农田信息空天地协同感知与精准管理技术及应用）1项 3)2019年中国产学研合作创新成果奖（农用无人机及机载装备的开发与应用）1项