农业机械学报

作者：田志伟，薛新宇，徐阳，杨风波，孙竹

单位：农业农村部南京农业机械化研究所,农业农村部南京农业机械化研究所,农业农村部南京农业机械化研究所,农业农村部南京农业机械化研究所,农业农村部南京农业机械化研究所,

关键词：植保无人机;下洗气流;作物冠层;涡旋;光流法

基金：国家重点研发计划项目(2017YFD0701000)和中国农业科学院基本科研业务费专项（SR201903）

植保无人机作业过程中，旋翼下洗气流不仅会对雾滴沉积效果产生影响，还会对作物冠层产生扰动作用。揭示冠层扰动区域的特点，有助于理解无人机作业特征，可为优化雾滴沉积效果和施药系统提供理论依据。本文通过航拍方法和机器视觉技术研究了无人机下洗气流对作物冠层的影响。结果表明：单旋翼和多旋翼无人机下洗气流所引起的作物冠层扰动区域特征有明显差异。悬停时，单旋翼无人机的冠层扰动区域呈环状，面积较大；多旋翼无人机呈圆形，面积较小。作业时，因受机身不对称结构影响，单旋翼无人机前进和倒退两种飞行姿态的冠层扰动区域特征有所不同，前进时，冠层扰动区域面积小且不规则，倒退时，扰动区域面积较大且呈U状分布包裹机头；多旋翼无人机2种飞行姿态下冠层扰动区域面积和形状基本一致。作业速度对冠层扰动区域特征有显著影响。速度低时，扰动区域较为集中，呈近似椭圆形分布，植株摆动剧烈；速度高时，下洗气流扫掠而过，扰动区域呈长条状分布，植株摆动很小。当P20型植保无人机速度为3、4、5、6m/s时，冠层扰动区域平均滞后距离分别为1.77、2.71、3.61、4.31m。扰动区域滞后距离和无人机飞行速度成正比，对两者关系进行回归分析，得出决定系数R2为0.8754。此外，速度越大，下洗气流对自然风的抵抗作用越弱，冠层扰动区域位置不稳定，不利于抑制雾滴漂移。

来源：2021年第1期

《农业机械学报》期刊编辑部

查看农业机械学报杂志2021年第1期