精准喷洒对于农业无人机的重要性
精准喷洒对于农业无人机的重要性
植保资讯
2018-07-10 23:43
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2018-07-10 23:43
精准喷洒对于农业无人机的重要性

农业无人机这一行业发展时间比较短,很多人对农业无人机的了解和认识,还停留在“遥控器 + 螺旋桨 + 喷头 =会飞的喷雾器”这一初级阶段,在精准农业日益重要的今天,小编和大家一起聊一聊,精准喷洒对于农业无人机的重要性。

 

极飞这几年在农田里作业,最初的方案就是“遥控+半自主飞”。 


半自主,就是农业无人机的起飞和降落用人工遥控,飞机到达空中适合的高度和位置以后,操作员上传航线,飞机按照航线规划自动完成作业。除起飞和降落外,整个作业过程无需人工参与遥控。



这个模式看起来非常完美,但是经过半年的实际运营,发现很多问题:

 

第一,操作人员的培训成本非常高

 

培训一个能够熟练操作遥控器来进行植保作业的合格飞手,至少需要 5000-10000 元。

 

农业无人机的体积重量远远大于普通航模或者航拍机,学员学习压力比较大,尤其对于没有接触过农业无人机的新手而言,操作重达 25 kg 的飞机至少需要 15-30 天的心理适应期。

 

作为植保团队的负责人,自己能够操作飞机是基础要求,但凡想扩大团队,培训新人是必不可少的一环。


第二,事故率很高

 

2015 年初,极飞推出了第一代自主飞行的农业无人机 P20 V1,作业时遇到了很多设备方面的问题,但人的问题更多。

 

在农田里操作 P20 作业,如果要求每一块地都要飞的均匀,边角都要打到,只要持续作业 40 亩以后人就很难受了,因为注意力高度集中。

 

记得那是在新疆巴音郭楞自治州,上午 10 点左右,喷洒防治红蜘蛛的农药,半天下来脸上全是药液(我大约离飞机 30m 左右,扫边和降落等情况下,人需要跟着飞机走,因为需要准确识别飞机的姿态,在同一个平面上视距 50m 就是极限。)

  

那一年的作业季,我们飞机的月损失率大约是 30% 。



所以,我们当时就坚定地认为,使用全自主的方案,把人和药远远分离,把重复的劳动交给机器去做才是发展方向。


从 2015 年下半年开始,极飞通过很多技术升级,实现了全自主飞行。最后大家看到的就是厘米级的高精度定位系统 -- RTK 。有了 RTK 的精准飞行、离心喷头的变量喷洒,还远远不够。


【高度和速度可控的飞行】


飞行高度与速度也必须严格控制好。即使在没风的情况下,如果高度过高速度过快,药液会随风飘散,大家看看自己打药的飞机,机身上有多少农药残留就会明白什么叫漂移。今年在江西打钻心虫,侧风 4 米/秒,飞行高度控制在 1.5 m,药液的漂移基本可控。



飞机的结构设计


飞机的结构设计要足够符合农业应用,农业无人机先是农业后是无人机,很多人说单旋翼直升机的喷洒效果好,大家有没有想过真实情况是什么样?针对直机的风场特点,研究人员做过流体力学分析,可以非常清晰看到在单旋翼的风场下方,风场面积小,但整齐,而且速度比多旋翼快(单旋翼飞机重量比较大,因此需要更大的反作用力)。旋翼越多风场越乱,如果把喷头安装在螺旋桨外,漂移效果会更加严重。


所以在多旋翼农业应用上,要做到最好的喷洒效果,就必须尽可能减少螺旋桨数量,另外控制喷头的前后智能开启(多旋翼机身中间的气流是向上的),确保螺旋桨的风场可以带走雾滴到作物表面,而不是被自己的气流打乱。



同时,还需要智能控制雾化颗粒大小,比如在环境风大时,把雾化颗粒变大,因为雾滴越大,动能越大,在风场加速后越不容易受环境影响,从而减少漂移。离心喷头可以把雾化效果控制在 125um 到 90um 之间,,这一特性就显得非常重要。


 

【飞防管理】


有了简单操作的无人机,解决了人才培养的难题,降低了成本,还有管理问题。


管理成本占整个植保环节 10-30% 的成本,如果完全依赖人来管理团队,难度和成本都很大。极飞的方案是通过技术的方式来解决管理问题,飞防管理系统可以管理上千人的队伍,同时免费开放给合作伙伴一起使用,大幅度降低植保队的管理成本。

 

极飞的飞防管理系统是什么?


举个例子,它可以帮助管理你的飞机,每天打了多少亩地?在哪里打的?谁打的?作业过程中有没有发生异常?另外,还有作业完了怎么算绩效提成,怎么评判团队里谁优秀?都可以通过飞防管理系统来完成。


不只是这样,你在接单以后可以发给别的植保队做,相当于是一个发单平台。在飞防管理系统中,可以看到别的植保队打过多少地,有多少设备,从而评判给他多少面积等等。你也可以分享自己做不完的地给别的植保队,等等。从而支持植保团队使用更多的无人机实现规模盈利,或者开展租赁等第三方业务等。


 

说到这里,你还认为农业无人机就是“遥控器+螺旋桨+喷头=会飞的喷雾器”吗?