植保无人机的发展趋势（精选7篇）
植保无人机的发展趋势 篇1
官网： http:/// 植保无人机未来发展的一些建议
亿天航调查了解得知，目前农业植保无人机的发展势头良好，但普及度不高，植保无人机的发展还是存在一些问题。在了解这些问题的基础上，亿天航总结了几点植保无人机未来发展的经验，供大家参考。
1、加强政策和组织科学引导
只有加强政策和组织科学引导，植保无人机才能稳步健康的发展，“农业航空产业技术创新战略联盟”和中国农业工程学会航空分会虽然给广大植保无人机厂家提供了学术交流平台，但毕竟只是一个松散型学术联盟组织，无法出台一些具体的政策、法规。政府应挑头成立相应的组织，协调我国农业植保无人机总体发展路线，避免出现一些重复性低水平的建设，组织科研力量集中攻克如燃料电池、国产发动机等制约农业植保无人机发展的技术瓶颈。2、完善标准和法规
植保无人机属于民用无人驾驶航空器范畴，2003 年 5 月 1 日，我国开始施行《通用航空飞行管制条例》，明确规定无人机用于民用业务飞行时，须当作通用航空飞机对待。
官网： http:/// 2013 年出台的《民用无人驾驶航空器系统驾驶员管理暂行规定》 虽然放宽了部分无人机使用限制，但对植保无人机意义不大，植保无人机最小载重也在 5 kg以上，整机质量大于 7 kg。驾驶员仍需纳入行业协会甚至民航局的监管。亿天航植保无人机建议，国家应出台相应的法规，放宽植保无人机使用限制。
3、加强无人机专用药剂的研究
现在植保无人机所用的药剂，要么是普通植保设备用的普通药剂，使用时只是将药液的浓度调配一下；要么是用有人驾驶的航空植保药剂，极少数药剂公司针对植保无人机喷洒特点研究专用的药剂或相应助剂。
4、应尽快制定相应国家或行业标准
无人机是近几年新生的高科技产品，同时也是高速飞行的航空器。一次事故多会对整机造成巨大损失，有时甚至会威胁地面工作人员的安全。我国目前研制的企业多达几十家，现在无人机一般以企业标准为主进行生产，全国仅有湖南省于2014 年 1 月 3 日公布了首个 《超低空遥控飞行植保机 》 地方生产标准，而全国统一的生产标准、作业规范尚未出台。、喷施工艺有待进一步完善
现有喷洒所用的喷头基本上是扇形喷头或离心喷头，而其喷洒雾滴的均匀性、一致性均需大量的试验来验证，其喷头布置是否合理，飞行高度是否合适，雾滴漂移是否最低，喷洒效果与飞行速度和飞行高度是否最优，均大量试验。而不能盲目照搬地面植保机械、有人固定翼飞机对喷头的选型、布置。
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6、完善植保无人机保险制度
植保无人机风险高于地面机械植保。而且售价不低，10 kg 的电动植保无人机售价在 8 万元以上，25 kg 的油动植保无人机售价也在 20 万元左右，没有农业保险的扶持，特别是农机财产险的支撑，一旦现意外，对购买户来说损失巨大。而目前我国保险公司虽然对无人机部分机型提供了保险，也只限于 7 kg 以下或对某公司特定类型机型进行保险，这也限制了植保无人机的推广应用。、加强专业飞手的培训
植保无人机属于高科技产品，操作难度大，需大量专业飞手，而目前全国无人机操作培训学校较少，2014 年全国仅有三家企业获得《民用无人驾驶航空系统驾驶员训练机构合格证》。截止2015 年10 月15 日全国仅有1 159 人获得了无人机驾驶员合格证。国家应出台相应政策，增加和扶持这类无人机操作培训技工学校，以培养更多的无人机飞手。
官网： http:///、应逐步将植保无人机纳入农机补贴目录
目前全国仅河南省、湖南省、湖北省将植保无人机纳入了农机补贴目录，全国并没有大规模的推广，这严重限制了植保无人机的使用推广。
植保无人机的发展趋势 篇2
2004年—2006年, 国家农业部、科技部认识到水稻的病虫害防治任务的艰巨性, 尤其在南方, 田块较分散, 想达到快速高效防治效果的难度较大, 而北方大农场大规模的固定翼飞机施洒农药的方式在这里也不适合, 因此, 开始呼吁并推动我国农业行业重视发展植保无人机。2006年, 在农业部南京农机化所倡导下, 举办了第一次中日南京航空植保研讨会, 邀请日本专家介绍日本无人机航空植保的经验和作业方式, 推动了我国无人机航空植保科研工作。之后, 我国开始借鉴日本的航空植保经验, 探索适合我国的无人机植保机型和模式。多年来, 农业及植保专家展开了大量对无人机植保技术的深入研究。
2007年我国开始植保无人机的产业化探索, 2010年第一架商用的植保无人机交付市场, 正式掀启了中国植保无人机产业化的序幕。2013年, 全国性的无人机植保展示、表演更是方兴未艾, 但营利性的飞防组织还比较少。
鉴于此, 本文对无人机植保的技术路线图进行了梳理, 包括中日植保无人机的对比、无人机载药量等技术参数、发展趋势的预测等。根据我国目前的植保现实, 启动无人机植保市场的关键问题, 在于如何把无人机植保操作的专业知识和技能传递到真正的植保无人机用户———农民手中。针对这一关键问题, 提出了一整套解决方案, 其核心概括为“十万天兵”计划, 希望为行业健康发展贡献力量。
一、植保无人机在无人机领域中的位置
在分析植保无人机发展的技术路线之前, 须先明确它在整个无人机领域中的位置。图1比较直观地描述了整个无人机市场的分类。
1. 高端市场
即大型无人机、通用航空市场。其推动力是国家力量、大型机构, 对应的人才储备也比较丰富, 各国的大专院校、科研院所、航空航天机构的教育体系和知识体系都是基于这一市场的, 相对成熟。
2. 低端市场
即航模市场。其推动力是广大的航模无人机爱好者, 出色的爱好者往往一个人就可以组装、定制出航模无人机来。现有的很多演示性农药喷洒飞机就是由爱好者们改装航模无人机而来的。
3. 中间市场
即工程型无人机市场。其推动力主要是专业公司, 其规模要远小于大型机构, 但是专业程度要高于航模爱好者。一般来讲, 一个专业工程型无人机公司需要具备多种专业。 (如图2所示) 。只有具备了完备的专业技术链条, 才可能做出工程型的无人植保直升机来, 以满足真正下田作业的需求。图2所给出的技术组合可以更好地把握植保无人机的技术路线图。
二、中国植保无人机发展技术路线
我国的农田状况不同于美国。美国主要为大地块形态, 农药喷洒用载人机即可解决大部分需求。从纬度、地块形态来看, 我国和日本的农田状况更为相似。从作物类型来看, 我国和日本都大面积种植水稻, 因此, 使用无人直升机是必然的。所不同的是, 日本的田地间水泥机耕道比较完备, 农民收入比较高, 喷洒作业收入是中国的10倍。因此, 日本选择起飞质量110 kg的雅马哈油动无人机作为植保无人机, 可以达到出入田间作业, 而且较长的滞空时间降低了起降的次数, 从而降低了事故率, 提升了作业效率。
对中国植保无人机而言, 既要达到一定的载药量和滞空时间, 以满足中国田地间作业经济的需求, 同时还要满足中国复杂地况的起降, 包括复杂的田埂、沟渠、树林带、田间电线等地况。因此, 100 kg以上的起飞质量和无人机价格在现阶段是不适合中国市场的。现阶段比较实际的机型是载药量10~15 kg的、起飞质量在35 kg左右的工程型油动无人机。图3给出了中国植保无人机发展的路线图。在2007年, 我国就已经实现了载药量10 kg、滞空时间15 min的商用植保无人机, 农药喷洒效率可以达到13.33~26.67 hm2/d, 开创了中国无人机植保的里程碑。到2013年, 汉和航空推出了载药量15 kg的CD-15无人机, 进一步提升了我国的植保无人机的作业能力, 使得农药喷洒效率实现20~33.33 hm2/d的目标更为现实。随着土地流转和单位面积喷洒收入的提升, 高载药量的无人机需求会逐步显现出来。因此, 为应对越来越增长的大地块数量和越来越高的人工费用, 2015年以后市场对载药量15~20 kg的无人机需求会越来越明显, 而到2020年会出现载药量超过20 kg的无人机。总之, 高载量、高效率是市场发展的必然趋势。
注:上述时间计划为国家参考计划, 各企业可能不同, 如汉和航空已于2013年推出15 kg载药量无人机, 并计划于2015年推出20 kg载药量机型。
中国植保无人机发展的路线图还将体现在植保无人机的飞行控制系统 (简称飞控) 上。汉和航空是中国第一家研发专业植保无人机飞控的企业, 下面给出了从2007年以来的飞控发展的技术路线图, 从第一代半自动飞控 (2007年—2010年) , 到第二代全自动飞控 (2011年—2013年) , 再到第三代高精度智能飞控 (2014年—2015年) 。
汉和第一代半自动飞控 (2007年—2010年) 特征:半自动飞行、GPS传感、自动增稳技术、分体设计:飞控计算机+IMU+GPS。见图4。
汉和第二代全自动飞控 (2011年—2013年) 特征:全自动、半自动飞行状态自动切换;GPS传感;航路规划;定高飞行;自动增稳;自动悬停;轨迹记录仪 (汉和专利, 自动喷洒覆盖率统计, 漏喷、复喷警告) 。见图5。
汉和第三代全自动智能飞控 (2014年—2015年) 特征:全自动、半自动飞行状态自动切换;气压传感、GPS传感、加速传感融合系统;自动航路规划;定高飞行 (精度达到0.5 m) ;自动增稳;自动悬停;自动起降;“几”字形规定姿态飞行 (或其他规定姿态自动飞行) ;三合一设计:飞控计算机+IMU+GPS;安全设计:3台飞控计算机备份表决系统;配备轨迹记录仪 (汉和专利, 自动喷洒覆盖率统计, 漏喷、复喷警告) 。汉和第三代智能飞控已获得功能验证和实验成功, 目前正在产品化流程中, 预计2015年可以投入商用市场。
三、中日植保无人机对比
日本雅马哈植保无人机RMAX有近30年的技术积累和持续改进, 使得该产品成为全球行业的标杆。我国一直都很关注日本植保无人机的发展, 2012年7月5日—12日农业部全国农技推广中心组织技术代表团对日本现代植保机械及雅马哈无人直升机喷洒农药技术进行了专门调研 (见图6) 。期间访问了日本农林水产省植物防疫课、日本农药协会、日本农业机械协会、福冈县植物防疫课和植保服务公司等机构和企业。汉和航空公司作为企业技术代表参与了这次访日调研, 代表团的其他技术成员分别来自全国农技推广中心, 中国农业大学农业药械与施药技术研究中心, 全国各省地植保站等单位。这是非常有意义的一次调研, 对我国植保无人机发展起到了很好的促进作用。
考虑到日本植保田地作业的方式和中国田地作业方式的相近之处, 非常有必要进行中日植保无人机的对比。我们以中国市场上从载药量和成熟程度都较高的汉和CD-15无人机与雅马哈RMAX进行比较其外形见图7, 相关参数对比见表1。从表1可以看出, 两个机型大部分参数是相同的, 但是在载药量来讲, RMAX达到20 kg。当然RMAX的价格达到人民币100万元以上, 是中国市场消费能力所不能接受的;同时110 kg的起飞质量使得该产品在中国的田地上是不易使用的———需要三四个人才可以抬到田间作业。在日本有完备的水泥机耕道系统, 但是在中国考虑到沟渠、树木、电线、田埂等复杂因素, 中国要建成完整的机耕道系统需要很长的时间。相对来讲, 载药量15 kg比较符合现阶段中国无人机植保行业的需求, 一方面载药量达到15 kg, 滞空时间可以达到近20 min, 从而可以达到20~33.33 hm2/d的作业效率;另一方面, 25万元的价格从性价比来讲要高于雅马哈RMAX无人机。此外, 从参数对比中也可以看出, 汉和自主知识产权的轨迹记录仪是汉和无人机的特色, 可以进行喷洒轨迹的记录和管理, 对漏喷和复喷进行警告, 从而使得农业喷洒作业更加智能化, 也可以作为作业管理的依据。
通过对中日目前比较领先的植保无人机进行了比较, 都有各自适合目前市场的产品。从长远发展的角度来看, 随着土地流转、单位面积喷洒费用上升以及劳动力短缺等变化, 载药量高的无人机是必然的发展趋势。
图7汉和CD-15无人机 (上) 与雅马哈RMAX无人机 (下)
四、解开中国植保无人机市场的钥匙———“十万天兵”计划
无人机飞防是我国加速实现农业现代化的助推器, 植保无人机、飞防员、农药构成了飞防体系的三大要素。日本是无人机飞防最成熟的国家, 目前在田间作业的无人机有3 000多架, 飞手14 000多人。中国的水稻面积是日本的28倍, 预计到2020年, 中国植保无人机需求量是10万架, 无人机植保从业人员需求量是40万人。而且无人机植保是一个可以做大的行业, 且下游产业项目多, 如飞防员培训服务、飞防员派遣服务、无人机维修保养服务、喷洒植保服务、无人机租赁、专用农药销售、无人机代理销售、空中灾情评估、飞机及安全保险、飞行俱乐部及竞技表演等项目, 无一不是可以独立经营且具有发展前景的项目。
浅谈城市园林植保发展趋势 篇3
关键词:园林植物 现状 策略 发展趋势
园林绿化是城市环境的绿化者，是实现人与自然环境和谐相处的纽带，也是维持自然平衡和生态平衡的基础。在改善城市生态环境、美化城市方面园林植保发挥着重大作用，同时，它还可以提高人们的生活质量。然而，目前园林植保中仍存在一些问题，我们要发现问题、面对问题并解决问题，在不污染环境的前提下，我们要采取无污染的防治措施来维护园林植保，恢复和保持良好的生态环境平衡，将园林植保发展为生态植保便是园林植保的发展趋势。
1 城市园林植保的现状
1.1 滥用农药，破坏生态平衡。目前国内在面对病虫害时，一味采用农药来对付植物病害，但是却带来了严重的后果。长期使用农药使病虫产生了强大的抗药性，导致使用更多更毒的农药。而农药沉淀在土壤和环境中，严重污染了城市环境，破坏了自然平衡，形成了恶性循环。
1.2 树种选用不合理。园林规划设计中植物群落结构简单，品种单一，设计人员乏基本的植保病理知识，将易引发病虫害的植物种植在一起，造成交叉感染，导致严重的病虫害问题。在园林植物的选择方面，我们要遵循生物共生、循环、竞争的原则，充分发挥生态系统的自我调节功能，利用植物间互相制约和调节的性能来达到防治病虫害的目的。
1.3 城市环境恶化，适宜病虫害滋生。现在的城市环境恶化，人口密集，气候闷热，很适合某些病虫害的滋生和繁殖。
1.4 植物检验检疫工作不到位。由于城市美化工程的进行，需要我们从外部进购大量绿化苗木，由于植物检验检疫工作不到位，大量外地的苗木出圃后，在运输、栽植前未进行检疫，结果给城市带来了大量病虫害，造成病虫害大范围传播，造成巨大损失。
1.5 未建立病虫害的预测预报系统。对病虫害我们要采取预防为主，综合防治的方针，通过研究病虫害的生长和发生规律，综合考虑多方面因素，正确判断病虫害的发生数量、出现的高峰期以及可能受到危害的区域，及时做好防治准备工作，从根源上消灭病虫害。
2 园林植保的策略
2.1 有效利用生物防治技术。生物防治技术是包括以虫治虫和以菌治虫。其主要措施是保护和利用自然界害虫的天敌、繁殖优势天敌、发展性激素防治虫害等。是人类依靠科技进步向病虫草害做斗争的重要措施之一。它是保护和利用自然界害虫天敌是生物治虫的有效措施，成本低、效果好、节省农药、保护环境，农药与生物防治技术是无法相提并论的。利用微生物来防虫害是一种十分良好的方法，它是利用昆虫的病原微生物杀死害虫。这类微生物包括细菌、真菌、病毒、原生物等，它对人畜并没有伤害，使用也比较安全，对于害虫的防治效果是十分好的，比较常见的生物防治技术有五种：①以虫治虫技术。以虫治虫技术是利用目前自然界现有的害虫天敌来克制其生长繁衍，目前国内最成功的一例以虫治虫技术是人工释放赤眼蜂来防治玉米螟的技术，它被全世界广泛地运用。②以菌治虫技术。以菌治虫技术是利用自然界的微生物来消灭害虫，应用较为广泛的微生物为颗粒体病毒、核心多角体病毒以及云金杆菌等等。③以菌制菌技术。以菌制菌指数主要的体现方式是利用微生物带自然代谢是所产生的抗生素来将植物中的病菌消灭。春雷霉素、阿维菌素以及多抗霉素等抗生素农药已被广泛使用。④性信息素治虫技术。性信息治虫技术是利用害虫同类的雌性激素来诱杀害虫的雄虫。主要有玉米螟性诱剂、小菜蛾性诱剂，李小食心虫性诱剂等等。⑤转基因抗虫病技术。这种技术是目前国际上最流行的生物防治技术，利用这种技术已经成功培育出多种抗虫植物新品种，但其仍然有一些问题亟待解决。
2.2 切实抓好免疫工作。为了防止植物在流动过程中向外界传播有害生物，本区在购进苗木时应当对苗木进行检疫，严格审查其检疫手续是否完备，不能够使检疫程序流于形式，在引入苗木后应对其进行及时的消毒处理，确保购进树苗没有疫情后再种植，以将日后的防治工作的工作量大幅度减少。某些地区在进行园林绿化施工时，未按照引进要求对植物进行检疫，而所种植的树木中带有大量的光肩星天牛，这种害虫的危害性是十分大的，每年造成大量木材的损失。它可以在3-5年内逐渐地将树木杀死，有些树木时间稍长。在中国，有大约40%的杨树因此被破坏，5省中240个城市或县受其影响。在宁夏一省，3年中为控制虫害，就有5000万株树被砍伐掉(1991-1993)。这些数据能够充分说明其危害性之强，由于检疫程序不严谨，导致了虫害蔓延，使得其它街道的树木也感染了害虫，由于其是蛀干害虫，因此，喷施农药的效果并不是很理想，造成了更大的损失，最终也只能将被感染虫害的树木拔除焚毁，造成了严重的经济损失。
2.3 选用抗病虫害的植物物种。预防病虫虫害的关键是选用种植的植物其本身具有良好的抗病虫能力，尤其是在城市中的绿化植物，其生长环境比较严峻，受人为的干扰较严重，在不能大量使用农药的前提下，对植物的本身的抗逆性和抗病虫害的能力就提出了一定的要求，所以在对园林绿化植物进行筛选的时候，应当尽量选用抗逆性和抗病虫害能力较强的植物，并对其进行更加良好的培育以及引种，因此，在选用園林绿化植物时，应当将抗病虫害和抗逆性的能力作为选用绿化植物的重要指标，选取具有良好品质和抗逆性强以及抗病虫害性强的植物作为园林绿化植物进行种植。
2.4 合理进行化学防治。化学防治是一种方法简单、见效快的技术，在使用化学防治技术时应当选用具有高效。低毒性、低残留的农药，合理的将用药次数减少以及更改用药方式能够与其它防治技术相结合进行防虫害，这样能够充分发挥其防虫害的优越性，且能够最大限度的减少其对植物的副作用，做好园林植保工作。目前它已经成为日常防虫害工作的关键。同时在园林绿化的施工阶段应当尽量从生态学出发，建立起一个多样性、多元化的生态系统，这样既能够将植物的抗虫害性提高，又能够尽量减少人为的干扰，是一个能够解决根本问题且十分节约的方法。
2.5 结合使用物理机械防治。物理机械防治是利用物理因素以及人工或者机械来防治病虫害的方法。其主要包括人工进行捕杀、破坏害虫的生理活动，以及改变害虫的生活环境以使得害虫无法存活下去。合理的利用物理机械治技术能够有效的预防虫害，同时也能在虫害蔓延时及时遏制以作为应急措施。
3 园林植保的发展趋势
园林植保在新时期应摒弃以往的陋习，积极吸取新科技，采纳新技术，充分利用科学技术带来的便利，使得园林植保能够做到可持续发展。我们应充分利用生态平衡的自然规则，使得园林植物与害虫种群以及他们的天敌种群相互制约和相互调节，使得园林植保能够达到一个和谐共处的平衡状态。因此，我们认为，在园林植保的发展过程中，应该以生态意识为基础，朝着构建生态平衡的方向前进。首先，在园林植保的日常维护的工作中，应强化生态意识，以生态学及生态园林的基本要求来进行防治措施，不能够破坏生态平衡，力求做到可持续发展。其次，在害虫的防治工作方面，工作人员应认真学习和探索园林植物与害虫种群以及害虫天敌之间的相互制约关系，力争做到利用自然平衡规律解决病虫害问题，不再使用农药，不得已时可采用生物农药或者无毒无污染的激素农药等来消灭病虫害，以免破坏环境。对于病虫害天敌，我们要對其进行保护以及培养措施，必要时可对园林植物的树种进行调节。最后，我们要重点强调的是要充分利用科学技术给我们带来的便利，对于园林植保来讲，我们可以利用数据库来对园林植物病虫种类进行统计分析，并通过网络共享给其他地区或园林，这样我们可以统一有效地对对绿化有害生物相关资料进行统计管理和查询，大大提高园林植保的工作效率。
4 结束语
园林植保是城市的绿化者，对园林植保发展我们应秉着生态且可持续的观念，从自然平衡的角度出发，利用生态学的基本原理和方法进行园林植保的维护工作，减少甚至消除有机农药的使用，避免对环境造成破坏，使得园林建设成为生态园林，这也是其发展的的必然趋势。这样便达到了生态平衡和自然平衡的良性循环，我们的园林植保也前景无限，我们也会取得长远的宏观效益。
参考文献：
[1]周剑峰.浅谈城市园林植保发展趋势[J].今日科苑.2009(14).
[2]徐玉州.浅析城市园林绿化设计中的植物配置[J].黑龙江科技信息.2010(35).
简述植保无人机日常作业要点 篇4
近年来，随着农村劳动力大量转移，农业物质技术装备水平不断提高，我国农户承包土地的经营权流转明显加快，土地适度规模经营正方兴未艾。适应这种变化，一大批新型农业机械在生产中大显身手，特别是植保无人机，正越来越受到广大农民的欢迎。
植保无人机同传统的人工喷洒相比，具有节水节药、作业安全、效率高、省劳力等优点，因此应用新型无人机实施作物植保与农事运作的范围越来越广，类似采用飞机作业，提高植保效率的“飞喷”应用日渐广泛。正因为如此，无论何种作业，充足的作业前检查对于安全保证方面非常重要。作业前，操控员和信号员需对以下要点进行检查，并且检查中切记不可遗漏检查要点。
其一，应严格按照植保无人机使用维护说明书执行，牢固树立安全操作意识。飞控员应养成良好的习惯，起飞前例行检查流程。每次飞行完毕后需对全机进行保洁。可以利用压缩空气、柔软的抹布和稀释的清洁剂对机身、旋翼、起落架、喷洒系统等进行清理。同时检查无人机各主要部件的螺丝是否牢固，活动部件晃量是否过大，推杆是否牢固，机身是否有明显裂缝等等。
其二，技术操作要精：无人机作业是近些年出现的新技术，而其中绝大多数是采用的低空飞行作业。飞机空中“飞喷”，需要人在地面遥控。但目前许多飞控员仅仅是“新兵”，驾驭无人机飞行的技术还不熟练，指挥飞机低空盘旋撒药技能还远不能过关，稍有不慎很容易“失手”，诸如飞过了“飞喷”点线，超出了控制高度、风向，不小心误启动了程序，每一项“误操作”都会带来一些麻烦，或浪费农药，或漂移目标所向等，由此，对植保无人机的操作应用，需要通过专业、专门的训练培养，技术控制要精湛，才能够减少飞行器起飞后的事故几率，保障“飞喷”精准、安全、快速、顺畅地执行任务。
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其三，植保无人机起飞前有许多准备工作，比如：充分确认喷洒区域、预定喷洒面积，正确把握喷洒飞行中场地及阻挡物的位置。确认喷洒农药的特性、使用方法等(病虫害防治对象、适用作物、喷洒量、稀释倍数、使用时间、总使用次数等)使用上的注意事项。其中对地面工作点的划定事项要精细，特别是那些特定区域的标记性设施，要指示明确、边线可辨，识别明显，信息凸现。利用空间、地面共同识别，不至于给“飞喷”留下不该有的盲区。
其四，认真科学地制定无人机“飞喷”作业的用药配比，是努力减少事故纠纷基础之一。现在的利用无人机实施“飞喷”的难度较大，原因之一就是地面的种植物、作物茬口参差不齐，山水田块之间的水陆种养业交相混杂，且品类众多，很容易在“飞喷”过程中造成“次生灾害”。我们应根据风向、风速判断是否会把农药漂移到附近的物体上或对附近的物体造成危害。特别应当重视可能对人类造成的危害，并采取严格预防措施。通过使用风向、风速仪器确切把握其状况。
为了尽量减少飞行植保中的“误伤”，就要讲究合理地做好“飞喷”用药方面的科学配比，诸如对不同作物、生物的不同生长期，配以保护性的用药方案，使比“飞喷”对象不受伤害，减轻无人机运用“飞喷”的副作用，让现代新技术在生产实践中趋利避害。比如：防止农药对野外停车场、机动车维修场等造成涂装污染。防止对其它喷洒对象外的作物造成影响。充分确认喷洒区域周边是否存在有机类作物区域以及其它作物。
第五，启动低空飞行技术，大面积从事田间、林业“飞喷”作业，更要有合理的“飞控”管理制度。飞控员应该遵守低空管理规则，飞行前先公示，提醒附近的人畜安全避让，告知相邻种植户、养殖单位做好相应的应对工作。
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植保无人机的发展趋势 篇5
作者：北京城市学院信息学部 刘伟
摘要：本文首先介绍了人机工程学的概念，回顾了人机工程技术国内外的研究状况，指出了人机工程技术研究的应用领域；其次通过对人机界面技术及视觉-目标拾取认知技术研究的规律研究的分析，对当前人机工程技术研究的发展趋势进行了探讨；最后对人机工程技术的应用前景进行了分析。
关键词：人机工程；人机界面；视觉；目标拾取。
一、让技术人性化的科学--人机工程学
1什么是人机工程学
人机工程学是研究“人—机—环境”系统中人、机、环境三大要素之间的关系，为解决系统中人的效能、健康问题提供理论与方法的科学。
人机工程学研究在设计人机系统时如何考虑人的特性和能力，以及人受机器、作业和环境条件的限制。人机工程学还研究人的训练，人机系统设计和开发，以及同人机系统有关的生物学或医学问题。对于这些研究，在美国有人称之为人类工程学“HUMAN ENGINEERING”，人因（素）工程学“HUMAN FACTORS(ENGINEERING)”，在欧洲有人称之为“ERGONOMICS”，生物工艺学，工程心理学，应用实验心理学以及人体状态学等等。日本称之为“人间工学”，我国目前除使用上述名称外，还有译成工效学、宜人学、人体工程学、人机学、运行工程学、机构设备利用学、人机控制学等。人体工程不同的命名已经充分体现了该学科是“人体科学”与“工程技术”的结合，实际上，这一学科就是人体科学，环境科学不断向工程科学渗透和交叉的产物，它是以人体科学中的人类学、生物学、心理学、卫生学、解剖学、生物力学、人体测量学等为“一肢”；以环境科学中的环境保护学、环境医学、环境卫生学、环境心理学、环境监测技术等学科为“另一肢”，而以技术科学中的工业设计、工业经济、系统工程、交通工程、企业管理等学科为“躯干”，形象地构成了本学科的体系，从人机工程学的构成体系来看就是一门综合性的边缘学科，其研究的领域是多方面的，大致包括电话、电传、计算机控制台、数据处理系统、高速公路信号、汽车、航空、航海、现代化医院、环境保护、教育、互联网等，人机工程学甚至可用于大规模社会系统，因此可以说与国民经济的各个部门都有密切的关系。
2人机工程学的国内外发展状况
人机工程技术是21世纪信息领域需要解决的重大课题。美国21世纪信息技术计划中的基础研究内容为4项：软件、人机交互、网络、高性能计算机。其中，人机建模研究在信息技术中被列为与软件技术和计算机技术等并列的六项国家关键技术之一，并被认为“对于计算机工业有着突出的重要性，对其它工业也很重要”。美国国防关键技术计划不仅把人机交互列为软件技术发展的重要内容之一，而且还专门增加了与软件技术并列的人机界面这项内容。日本也提出了FPIEND21计划（Future Personalized Information Environment Development），其目标就是要开发21世纪个性化的信息环境。我国973、S-863、十五计划及未来的十一五计划均将人机交互列为主要内容。
在中国，人机工程学的研究在20世纪30年代开始即有少量和零星的开展，但系统和深入的开展则在“文革”以后。1980年4月，国家标准局成立了全国人类工效学标准化技术委员会，统一规划、研究和审议全国有关人类工效学的基础标准的制定。1984年，国防科工委成立了国家军用人－机－环境系统工程标准化技术委员会。这两个技术委员会的建立，有力地推动了我国人机工程学研究的发展。此后在1989年又成立了中国人类工效学学会，再在1995年9月创刊了学会会刊《人类工效学》季刊。20世纪90年代初，北京航空航天大学首先成立了我国该专业的第一个博士学科点，随后南京航空航天大学、西北工大、北京理工大学、北大医学部等大学也先后成立了相应的专业。当前，随着我国科技和经济的发展，人们对工作条件、生活品质的要求正逐步提高，对产品的人机工程特性也会日益重视。一些厂商把“以人为本”、“人体工学”的设计作为产品的卖点，也正是出于对这种新的需求取向的意识。
3人机工程的应用领域
（1）事故、健康与安全：包括事故与安全、事故调查、事故改造、健康与安全、健康人机工程、危险分析、健康与安全课题、健康与安全规则的应用、工业工作压力、机器防护、安全文化与安全管理、安全文化评价与改进、警示与提醒技术、安全概率分析；
（2）人体工作行为解剖学和人体测量：解剖学、人体测量、人体测量和工作空间设计、生物力学、残疾人设计、姿势和生物力学负荷研究、工作中的滑倒、差错研究、背部疼痛、听觉障碍研究；
（3）认知工效学和复杂任务：认知技能和决策研究、法律人机工程、团队工作、过程研究；
（4）计算机软件人机工程 ：软件设计、软件发展、软件人机工程、执行和可用性；
（5）计算机终端：设计与布局：计算机产品和外设的设计与布局、计算机终端工作站、显示屏设备与规则、显示屏健康与安全、办公环境人机工程研究；
（6）显示与控制布局设计：显示与控制信息的选择与设计；
（7）控制室设计：控制台和控制室的布局设计、控制室人机工程；
（8）环境人机工程：环境状况和因素分析、噪音测量、工作中的听力损失、热环境、可视性与照明、工作环境人机工程、振动；
（9）专家论证：多工作环境 ：专家论证调查研究、法律人机工程、工作赔偿申诉、伤害诉讼、伤害原因、诉讼支持；
（10）人机界面设计与评价：人机界面的设计与发展、知识系统、人机界面形式、HCI/MMI原型、GUI原型；
（11）人的可靠性：人的失误和可靠性研究、人的失误分析、人因审查、人因整合、人的可靠性评价；
（12）工业设计应用“信息设计、市场/用户研究、医疗设备、座椅的设计与舒适性研究、座椅设计与分类、家具分类与选择；
（13）工业/商业工作空间设计：工业工作空间设计、工业人机工程、工作设计与组织、人体测量学与工作空间设计、工作空间设计与工作站设计、警告、标签与说明、工作负荷分析；
（14）管理与人机工程：变化管理、成本-利益分析、突发事故应变研究、人机战略实施、操作效能、操作负荷分析、标准化研究、人力资源管理、工作程序、人机规则和实践；
（15）手工操作负荷，安全与培训：手工操作评价与培训、手工操作与举力、手工操作负荷；
（16）办公室人机工程与设计：办公自动化、办公室和办公设备设计、办公室设计人机工
程；
（17）生理学方面和医学人机工程：生理学、生理能力、医学人机工程、医学设备、心理生理学、行为期望、行为标准；
（18）产品设计与顾客：人机工程销售与市场、产品设计与测试、产品中人机工程、产品发展、产品可靠性与安全性、产品缺陷、产品材质、服装人机工程；
（19）风险评估：多种工作状况：风险与成本-利益分析、风险评估与风险管理、风险预测、总体骨骼、肌肉风险研究；
（20）社会技术系统与人机工程：组织行为、组织变化、组织心理学、人机工程战略、社会技术系统、暴力评估与动机；
（21）系统分析：系统分析与设计、系统整合、系统需求、电信系统与产品、人机系统、人员配备研究、三维人体模型、实验设计、系统设计标准与类别、通信分析；
（22）任务分析：任务分析与工作设计、任务分析与综合、团队协作；
（23）管理培训与人员培训：人机工程培训、整体培训、认知技能/决策分析、工程师培训、STUDIO中的训练、训练模型、培训需求分析；
（24）可用性评估：可用性评估与测试、可用性审核、可用性评估、可用性培训、试验与验证、仿真与试验、仿真研究、仿真与原型；
（25）用户需求与用户指导：用户文档、用户指导、用户手册与说明、用户界面设计与原型、用户需求分析与类别、用户实验管理；
（26）车辆与交通人机工程：航空人机工程、头盔显示、乘客环境、铁路车辆与系统、交通设计、车辆设计、车辆人机工程、车辆安全性 ；
（27）其它特殊的人机工程应用：原子能、军队人机工程、过程控制、文化调查、调查与研究方法、自动语音识别。
二、当前人机工程技术研究的发展趋势
1人机界面技术研究
在人机工程学中人机界面是最重要的一个研究分支，它是指人机间相互施加影响的区域，凡参与人机信息交流的一切领域都属于人机界面。可将设计界面定义为设计中所面对、所分析的一切信息交互的总和，它反映着人一物之间的关系。
广义的人机界面：在人机系统模型中，人与机之间存在一个相互作用的“面”，称为人-机界面，人与机之间的信息交流和控制活动都发生在人机界面上。机器的各种显示都“作用”于人，实现机-人信息传递；人通过视觉和听觉等感官接受来自机器的信息，经过脑的加工、决策，然后作出反应，实现人-机的信息传递。人机界面的设计直接关系到人机关系的合理性。研究人机界面主要针对两个问题： 显示和控制。
狭义的人机界面是指计算机系统中的人机界面。人机界面（Human-Computer Interface），又称人机接口、用户界面（User Interface）、人机交互（Human-Computer Interaction），是计算机科学中最年轻的分支科学之一。它是计算机科学和认知心理学两大科学相结合的产物，同时也吸收了语言学、人机工程学和社会学等科学的研究成果。通过30余年的发展，已经成为一门以研究用户及其与计算机的关系为特征的主要学科之一。尤其80年代以来，随着软件工程学的迅速发展和新一代计算机技术研究的推动，人机界面设计和开发已成为国际计算机界最为活跃的研究方向。随着计算机技术、网络技术的发展，人机界面学的发展，会朝着以下几个方向发展：
（1）高科技化
信息技术的革命，带来了计算机业的巨大变革。计算机越来越趋向平面化、超薄型化；便捷式、袖珍型电脑的应用，大大改变了办公模式；输入方式已经由单一的键盘、鼠标输入，朝着多通道输入化发展。追踪球、触模屏、光笔、语音输入等竞相登场；多媒体技术、虚拟现实及强有力的视觉工作站提供真实、动态的影像和刺激灵感的用户界面，在计算机系统中，各显其能，使产品的造型设计更加丰富多彩，变化纷呈。
（2）自然化
早期的人机界面很简单，人机对话都是机器语言。由于硬件技术的发展以及计算机图形学、软件工程、人工智能、窗口系统等软件技术的进步，图形用户界面(Graphic User Interface)、直观操作(Direct Manipulation)、“所见即所得”(What you see is what you get)等交互原理和方法相继产生并得到了广泛应用，取代了旧有“键入命令”式的操作方式，推动人机界面自然化向前迈进了一大步。然而，人们不仅仅满足于通过屏幕显示或打印输出信息，进一步要求能够通过视觉、听觉、嗅觉、触觉以及形体、手势或口令，更自然地“进入”到环境空间中去，形成人机“直接对话”，从而取得“身临其境”的体验。
（3）人性化
现代设计的风格已经从功能主义逐步走向了多元化和人性化。今天的消费者纷纷要求表现自我意识、个人风格和审美情趣，反映在设计上亦使产品越来越丰富、细化，体现一种人情味和个性。一方面要求产品功能齐全、高效，适于人的操作使用，另一方面又要满足人们的审美和认知精神需要。现代电脑设计，已经摆脱了旧有的四方壳纯机器味的淡漠。坚锐的棱角被圆滑、单一的米色不再一统天下；机器更加紧凑、完美，被赋予了人的感情。软界面中颜色、图标的使用，屏幕布局的条理性，软件操作间的连贯性和共通性，都充分考虑了人的因素，使之操作更简单、友好。目前，人机交互正朝着从精确向模糊，从单通道向多通道以及从二维交互向三维交互的转变，发展用户与计算机之间快捷、低耗的多通道界面。
（4）和谐的人机环境
今后计算机应能听、能看、能说，而且应能“善解人意”，即理解和适应人的情绪或心情。未来计算机的发展是以人为中心，必须使计算机易用好用，使人以语言、文字、图像、手势、表情等自然方式与计算机打交道。
国外一些大公司如IBM、微软等在中国国内建立的研究院大多以人机接口为主要研究任务，尤其是在汉语语音、汉字识别等方面，如汉语识别与自然语言理解，虚拟现实技术，文字识别，手势识别，表情识别等。我们应该在人机交互方式技术竞争中，特别是在人机界面的优化设计、视觉-目标拾取认知技术等方面取得主动权。
2视觉-目标拾取认知技术研究
眼睛是心灵的窗户，透过这个窗口我们可了解人的许多心理活动。人类的信息加工在很大程度上依赖于视觉，来自外界的的信息有80～90％是通过人的眼睛获得的。眼动的各种模式一直与人的心理变化相关，对于眼球运动即眼动的研究被认为是视觉信息加工研究中最有效的手段，吸引了神经科学、心理学、工效学、计算机科学、临床医学、运动学等领域专家的普遍兴趣，其研究成果在工业，军事，商业等领域得到广泛应用。
在视觉-目标拾取认知技术科学研究中最为重要的问题就是人对信息流的获取（输入）和信息流的控制（输出）这两个问题。据研究人对外部信息流的获取有80%是通过视觉获得的，由于视觉的重要性，有关视觉-眼动系统的研究始终是科学界关注的问题之一，其中有关人眼的搜索机制早就引起了神经病学家、眼科学家、生理学家、解剖学家以及工程师们的极大兴趣，特别是近年来，世界各国对视觉-眼动系统的研究越来越多：NASA、哈佛、麻省、剑桥、牛津等著名科研机构或大学都设有专门的视觉-眼动系统研究部门。而人对外部信息流的控制主要是通过手、脚、口等效应器官进行的，其中研究人的目标拾取运动这一基本、重要的作业运动形式，可以为人机界面系统的设计、评估、操作提供量化的理论依据和理论指导，因此，该研究具有很好的工程应用价值，并一直是工效学、心理学、生理学等学科的研究热点。近年来，随着计算机及人机界面技术的发展，眼动仪在人机界面设计上受到高度重视。美国空军最早在新的人机交互设计中运用视觉追踪技术，最初的主要目的是要把视觉追踪用于战斗机座舱的设计。这一领域的深入研究表明，视觉追踪技术不但可以用于战斗机座舱的设计，而且还可以运用视觉追踪技术，把人眼作为计算机的一种输入工具，形成视觉输入人机界面。另外，日本的ATR通讯系统研究实验室和东京工业大学已将眼动测量用于对虚拟现实的研究，有效地解决了大的视场和高精度的图象显示之间的矛盾。随着高性能摄像机的出现和图象处理技术的发展，眼动仪将朝着高精度、高实用性和低成本的方向发展。
国内对视觉测量的研究起步始于七十年代末、八十年代初。一般都是引进了国外设备作实验研究，西安电子科技大学在自主开发研制眼动仪样机方面做了很多工作。北京航空航天大学人机环境工程研究所九十年代末开展了飞机座舱人机界面评价实验台的研制，利用视觉与眼动系统分析控制面板仪表布局是研究内容之一。
由于人是人-机-环境系统的主体，只有深刻认识人在系统中的作业特性，才能研制出最大程度地发挥人及人机系统的整体能力的优质高效系统。人的目标拾取运动作为人的一种输出形式，具有速度—精确度的折衷关系，即目标拾取运动的完成时间与命中目标的精确度成反比。这种特性广泛存在于人的各种输出和其他控制系统中。所以如何建立人的目标拾取运动过程中实用、精确的速度—精确度折衷关系理论模型就成了研究的主要任务。
三、前景展望
果园植保机械现状与发展研究 篇6
果园植保机械现状与发展研究
简单介绍了国外先进的果园植保机械的主要成果与发展趋势;结合我国果园植保机械的现状,与世界先进水平的.差距与不足,总结分析我国果园植保机械的发展趋势.
作 者：郭辉 崔海民 Guo hui Cui haimin 作者单位：新疆农业大学机械交通学院,830052 刊 名：农业技术与装备 英文刊名：AGRICULTURAL TECHNOLOGY & EQUIPMENT 年，卷(期)： “”(5) 分类号：S224.3 关键词：果园 植保机械 发展趋势植保无人机的发展趋势 篇7
近年来, 随着中国城镇化、工业化的发展, 工业吸纳了大量从农村涌出的富余劳力。随着农村劳动力的大量转移外出, 中国经济的刘易斯拐点已确认出现, 农村劳动力由无限供给走向短缺, 其结果导致工业劳动力的价格结束了1978年改革开放以来低位徘徊的局面, 开始步入一个快速增长的通道。工业劳动力价格的快速增长, 进一步加速了农村劳动力的转移, 开始导致农村劳动力的短缺。这一变化对农业生产已经带来、并将进一步带来深刻的影响, 具体表现为:农业作业劳动开始外包给专业化服务组织, 许多原本不计入农业成本的农业劳动开始计入成本, 并在农业生产成本中占据的比例越来越大。
在中国, 农业生产环节中的耕地、整地、播种、插秧、中耕、施肥以及收获, 基本都有了成熟的技术和设备, 逐步开始快速实现机械化, 不断提高工效, 取代价格日益上涨的人工劳动。但是, 国内目前病虫草害的防治, 尤其是机械难以行走的水稻田、生长后期的玉米和甘蔗等高秆作物田, 普遍使用的还是普通的农药剂型和背负式喷雾器, 劳动效率低, 劳动条件恶劣, 严重阻碍了植保专业化服务的发展。
全国每年病虫害发生面积约70亿亩次 (1亩次=0.067 hm2·次, 下同) , 如按15元/亩次人工费计算, 专业化植保防治每年将有1 000多亿元的市场, 随着劳动力价格的进一步上升, 这个市场还会变得更大。
随着农村青壮年劳动力的转移外出、留守人员的老龄化以及年轻人愿意在农村从事艰苦劳动的人数急剧减少, 现有低效、艰苦的病虫害植保防治办法已经成为农业现代化的薄弱环节, 成为制约土地规模经营和植保专业化服务的瓶颈。中国农业现代化呼唤着现代化植保技术的出现。
纵览发达国家农业发展的历史, 植保技术的现代化是农业现代化重要组成部分, 在植保现代化的过程中, 销售农药的经销商, 转化为利用现代化植保设备和农药为种植业者提供专业化的植保服务商。由农药经销商转化为植保服务提供商, 是经销商的必由之路。
当然农资经销商要想成为优秀的植保服务提供商, 其中最重要的一个条件就是要具备高工效的植保设备, 农用无人旋翼施药机就是一款较好的植保设备。
二、中国农用无人直升机行业现状及存在问题
自农业部南京农机化研究所承担完成有关农用无人直升机的“863”项目以来, 国内各大科研院所及企业, 纷纷启动无人旋翼施药机项目, 从2010年的二三家猛增到2012年的25家, 机型有单旋翼和多旋翼, 动力有油动和电动, 载荷有3 L、5 L、10 L、20 L, 飞控有全自驾和半自驾。企业推广力度以广西田园生化公司为首, 将无人旋翼施药机带上中央新闻联播, 并接受温总理的检阅。从此, 各地政府不断召开现场推广会, 无人旋翼施药机成为每场农业会议的焦点。然而至2013年真正参与研发推广无人旋翼施药机的单位不到10家, 各地摔机现象频出, 实际可应用于农业植保作业的寥寥无几。主要存在如下问题。
1. 旋翼飞机平台
目前, 国内旋翼施药机主要从航模和航拍机简单改造而来, 它不具备农田高温、高湿、高尘、高强度的作业要求, 特别是航模级发动机, 根本不能满足高温、高强度的实际应用需求。农用旋翼机平台需要满足结构稳固、操作简易、性能稳定、零部件防尘防腐等基本要求。上游配套厂家包括发动机、遥控器、舵机、飞控等都需要根据农业实际应用进行重新设计和改进, 不能简单地从航模航拍机转移复制。
2. 喷雾系统
目前, 国内大部分旋翼机配备的是普通的喷雾设备, 雾滴中径180~300μm, 该喷雾设备原设计为30~45 L/0.067 hm2的药液, 现在降到1~2 L/0.067 hm2药液, 显然单位面积药液雾滴数明显减少, 影响施药效果。
3. 专用高工效药剂
由于药液浓度提高, 雾滴变细, 那么选用常规药喷施, 会使出现药害的概率加大, 包括药液的蒸发、黏附及飘移都会较大地影响防治效果, 所以, 亟需专用的配套药剂。
4. 培训与售后服务
植保服务相当于医疗服务, 操作旋翼机施药人员相当于护士, 是需要综合培训的, 旋翼机飞多快、多高, 是根据病虫害的种类和发生在作物的不同部位而决定的, 另外对病虫害的识别、发生严重程度的判断、药剂基本性能、作业天气选择、安全作业标准等都需要专业综合培训。售后服务也非常重要, 旋翼施药技术在中国尚处于开发推广阶段, 其售后服务体系正处于构建之中, 对于季节性、时效性强的植保服务, 培训和售后服务尤为重要。
5. 无行业标准、无对口管理单位
目前, 对植保机的最低要求为:在正常保养下每天工作5 h, 连续7 d无故障工作。根据目前应用情况来看, 无人旋翼施药机适应作业对象是水稻、玉米、小麦、棉花和蔬菜等作物, 最佳应用对象是水稻。
三、农资经销商转型为专业化服务组织的理由
1. 增强行业自豪感
农资经销零售商、农业和农机大户, 对在政府管理部门中树立现代化植保技术推广领航者的形象, 感到光荣。因此, 由经销商转型做植保无人机专业服务, 对零售商、农业农机大户具有很大吸引力。
2. 探索经营新模式, 拓展新业务, 开辟新的赢利增长点
以广西田园无人旋翼施药机为例, 旋翼机专业化植保服务赢利是可观的。可按以下步骤进行具体测算。
(1) 成本测算使用旋翼机进行病虫害防治, 联盟成员每0.067 hm2支付的防治成本包括:油耗、电耗0.1~0.6元/0.067 hm2, 维修维护1.4~2.4元/0.067 hm2, 交通费及作业工资1.5元/0.067 hm2, 合计3~4.5元/0.067 hm2。
(2) 收益测算 (1) 每0.067 hm2收取15元施药费来算, 那么每0.067hm2可获取边际利润10.5~12元。 (2) 一架旋翼机每次防治适期进行6 d作业, 考虑到为正常作业打上一个保险系数, 可承揽53.33~133.33 hm2农作物的植保专业化服务;每年防治5次30 d, 共可防治266.67~666.6 hm2, 可获边际利润4.8万~10.5万元。 (3) 在从事植保服务的同时, 面向大户销售了4 000~10 000亩次的高工效农药, 每亩次用药费15元, 则可促进农药销售6万~15万元。由于直供大户, 利润率会更高。 (4) 在本区域的非防治期跨区域作业假定同样能达到5次30 d, 共可作业266.67~666.6 hm2, 除支付调剂服务费1元/0.067 hm2, 承揽费2元/0.067 hm2外, 每0.067 hm2获利7.5~9元, 可额外获边际利润3.6万~7.5万元。 (5) 在跨区域调剂作业时, 由于可以跨区域调集远距离联盟成员闲置的大量设备, 可提升经销商在当地承揽业务的能力, 扩大农药销量, 如果能调集5台设备, 全年扩大提供防治用药20 000~50 000亩次, 可增收承揽费4万~10万元, 扩大农药销售30万~75万元。
四、结论
无人旋翼施药植保专业化服务, 是风险极低且有着极为诱人的经济效益预期的新业务。