旋翼無人機氣流特征及大田施藥作業(yè)研究進展

李繼宇，蘭玉彬※，施葉茵

（1.國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)國際聯(lián)合研究中心，廣州 510642；2.華南農(nóng)業(yè)大學(xué)工程學(xué)院，廣州 510642；3.內(nèi)布拉斯加大學(xué)林肯分校生物系統(tǒng)工程系，林肯，美國，68583）

0 引 言

旋翼植保無人機一般是指具有一個或多個旋翼、能夠垂直起降、具有一定載荷量和續(xù)航時間、在田間低空低速進行植保作業(yè)的無人駕駛飛行器。由于其具有作業(yè)效率高、霧滴穿透性強、無需專用起降機場、自動或自主飛行、機動性好等優(yōu)點，近年來發(fā)展迅猛[1]。大田作物是重要的糧食作物，以水稻為例，在120個國家和地區(qū)廣泛種植，全球一半以上的人口以稻米為主食[2]。中國是水稻生產(chǎn)大國，水稻面積約占全國谷物面積1/3，約占世界水稻面積21%；稻谷產(chǎn)量約占全國糧食總產(chǎn)量37%，約占世界稻谷產(chǎn)量34%，居世界第一位[3]。提高大田作物生產(chǎn)全程機械化水平是保障國家糧食安全、增強中國農(nóng)業(yè)綜合生產(chǎn)能力、增加農(nóng)業(yè)收入和推進農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要措施之一[4-5]。旋翼植保無人機在水田、高稈作物間進行植保和授粉作業(yè)以及應(yīng)對爆發(fā)性病蟲害等方面已經(jīng)表現(xiàn)出突出的優(yōu)勢[6]，近年來已經(jīng)逐步在水稻、小麥、玉米、棉花等大田作物上展開應(yīng)用。

1 旋翼植保無人機發(fā)展現(xiàn)狀

旋翼植保無人機在大田展開施藥與授粉作業(yè)目前主要在國內(nèi)蓬勃展開，屬于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空應(yīng)用體系中一個重要環(huán)節(jié)[1]。國外農(nóng)業(yè)航空發(fā)達國家比如美國主要以載人大型固定翼開展施藥與授粉作業(yè)[7]，其飛行參數(shù)與工作方式與小型旋翼無人機存在根本不同；美國多利用小型旋翼無人機進行農(nóng)業(yè)遙感監(jiān)測[8]，近年也逐步開始對小型旋翼無人機噴施作業(yè)參數(shù)展開研究[9]。而日本雅馬哈公司生產(chǎn)的油動力單旋翼無人直升機在日本國內(nèi)開展田間作業(yè)已有多年[10]，仍以人工操控模式為主，購機費高昂、培訓(xùn)時間長以及維護保養(yǎng)復(fù)雜繁瑣[11]，日本將其列為對中國禁售商品和技術(shù)保密[12]，極少有渠道能獲取相關(guān)研究資料。近期，以中國深圳大疆創(chuàng)新科技有限公司、廣州極飛科技有限公司為代表的一批植保無人機公司已開始在日本、韓國開設(shè)子公司從事旋翼無人機植保作業(yè)[11,13]。其他國家如巴西、印度近年來也對旋翼無人機田間施藥作業(yè)控制方法展開相關(guān)研究[14-15]。

隨著國內(nèi)外相關(guān)行業(yè)的推動與發(fā)展，旋翼植保無人機迅速成為當(dāng)前學(xué)者研究的焦點。圍繞旋翼植保無人機的施藥作業(yè)系統(tǒng)、作業(yè)參數(shù)以及作業(yè)模式等方面做了大量研究[16-17]，在機型、施藥關(guān)鍵技術(shù)、施藥配套裝與技術(shù)等方面取得了一系列成果[18]。但仍然存在施藥作業(yè)基礎(chǔ)體系不夠清晰、關(guān)鍵問題研究不夠深入等問題，本文擬圍繞氣流作業(yè)特征探討旋翼無人機作業(yè)基礎(chǔ)體系的構(gòu)建，同時對國內(nèi)外旋翼植保無人機的研究進展和現(xiàn)狀進行梳理和歸納，指出現(xiàn)有研究中存在的遺漏，提出基礎(chǔ)研究方向，以期為國內(nèi)相關(guān)科研機構(gòu)、企業(yè)的深入研究提供參考。

2 旋翼無人機氣流作業(yè)特征

旋翼的存在使無人機可以在田間垂直起降，旋翼旋轉(zhuǎn)與空氣的相互作用既為機體提供了必要升力，也同時產(chǎn)生了包裹機體并作用在作物冠層的旋翼氣流。旋翼氣流向下“包裹”住機體及附屬噴灑裝備，裹挾著噴灑出來的霧滴“拍擊”在作物冠層上，與作物莖葉互相作用呈現(xiàn)出類似錐體的渦旋（水稻、小麥），這是旋翼無人機大田低空作業(yè)的典型特征，如圖1所示。機體低速作業(yè)時機載噴施裝備將藥液轉(zhuǎn)化為霧滴后脫離機體，噴灑目標(biāo)是地面作物冠層，此時決定霧滴如何附著到作物冠層的重要因素就是旋翼氣流，旋翼氣流的體積大小決定了霧滴在空間的分布范圍，旋翼氣流作用在作物冠層上的接觸區(qū)域即是噴施霧滴的靶標(biāo)區(qū)域，決定了霧滴的沉積位置。在作業(yè)效果的角度來說，旋翼氣流本質(zhì)上是旋翼無人機大田作業(yè)體系中制約機體飛行參數(shù)以及決定地面作業(yè)效果的重要作業(yè)參數(shù)，對無人機田間作業(yè)體系研究具有基礎(chǔ)意義。

圖1 旋翼無人機氣流作業(yè)特征Fig.1 Performance characteristics in airflow of rotor UAV

3 旋翼無人機氣流作業(yè)體系

旋翼植保無人機在大田作業(yè)歸根到底就是要將農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為霧滴噴灑在植株上，達到植物保護的目的。其作業(yè)體系本質(zhì)上是：①農(nóng)藥的裝載搬運過程（主要與無人機本體載重性能相關(guān)）；②農(nóng)藥轉(zhuǎn)化為霧滴的過程（與機載噴施裝備有關(guān)）；③霧滴空間運動過程（主要由旋翼氣流分布規(guī)律決定，并影響霧滴的沉積與飄移）；④霧滴在作物上擴散過程（必須要考慮氣流與作物的互作及霧滴在植株的附著性）；⑤作業(yè)方法等的集合。⑤是對①-④過程綜合的具體方法。上述過程關(guān)系如圖2所示，圍繞旋翼無人機氣流作業(yè)特征，無人機本體及旋翼提供了農(nóng)藥載運所需的裝置與升力，旋翼產(chǎn)生的氣流流場必然受到包裹于其中的機體及噴施裝備影響，進而決定了霧滴在空間中的運動規(guī)律，最終氣流與作物之間的互相作用體現(xiàn)了霧滴的擴散與沉積效果，并用具體施藥作業(yè)方法實現(xiàn)。

3.1 農(nóng)藥裝載搬運研究

農(nóng)藥的裝載與搬運主要體現(xiàn)在無人機機體、藥箱及其技術(shù)。

3.1.1機體

無人機機體主要包括機架結(jié)構(gòu)、旋翼結(jié)構(gòu)（槳、電機或發(fā)動機）和能源動力（傳動、電池或燃料）。旋翼無人機機體傳統(tǒng)構(gòu)造是單旋翼直升機結(jié)構(gòu)，韓建達等設(shè)計了一種手動操控噴藥和自動導(dǎo)航噴藥相結(jié)合、施藥精準(zhǔn)度高的施藥無人直升機，通過攝像機實時采集反饋作物數(shù)據(jù)，并通過控制系統(tǒng)控制噴灑裝置施藥時間和快慢，從而實現(xiàn)施藥準(zhǔn)確[19]；張遜等[20]設(shè)計的直升機機載電氣系統(tǒng)包括飛行控制器，GPS，航向計，微型慣性測量組件，測控鏈路，舵機控制器，供電系統(tǒng)。機體框架中部裝有由藥箱、液泵、噴桿及噴頭組成的施藥裝置。

圖2 旋翼無人機作業(yè)體系Fig.2 Rotor UAV operating system

而多旋翼結(jié)構(gòu)中目前最常見的是四旋翼無人機，其結(jié)構(gòu)較傳統(tǒng)直升機簡單，設(shè)計門檻低。X4Z四旋翼農(nóng)用植保無人機采用獨創(chuàng)的傾角合力升舉式設(shè)計，該設(shè)計有效地降低了多旋翼農(nóng)用植保無人機在農(nóng)田飛防過程中的機械晃動問題，提高了農(nóng)用無人機在高荷載作業(yè)情況下的飛行穩(wěn)定性[21]。張文星[22]用2對4個旋翼組成內(nèi)外2套“共桿反槳”，且4個旋翼弧面分布，鏡像對稱，旋翼的轉(zhuǎn)軸線共面，用1對2個旋翼組成一套“共軸反漿”，再通過幾根碳纖維管和連接固定件，構(gòu)成1個左右鏡像對稱、前后不對稱的六旋翼無人機結(jié)構(gòu)；顧文杰等[23]設(shè)計了一種適合中小田塊的六旋翼農(nóng)藥噴灑無人機。采用Solidworks軟件進行建模，確定機體中央倉、機臂折疊件和噴灑裝置腳架安裝結(jié)構(gòu)，機臂整體實現(xiàn)上翹以增強無人機抗風(fēng)能力。苑進等采用發(fā)動機驅(qū)動的橫列式反轉(zhuǎn)雙旋翼，采用2對電動小旋翼，提供無人機水平方向姿態(tài)調(diào)整和作業(yè)飛行所需的推力，具有結(jié)構(gòu)和控制原理簡單的特點[24]；李俊杰[25]提供一種多旋翼農(nóng)用無人機螺旋槳裝置，包括蓋體、鎖定部件、若干機臂和若干連桿；萬丹[26]公開了一種雙并聯(lián)舵機結(jié)構(gòu)，能分?jǐn)偩徑?個舵機受到的扭矩，保證了植保無人機的控制及傳動平穩(wěn)。

李繼宇等[27-30]提出了對稱和非對稱布局多旋翼無人機動態(tài)受力中心位置的檢測方法；以及定載荷與動載荷的電動力無人機的分段能耗評價方法，周志艷等與廣州天翔航空科技有限公司一起提出了一種折疊快拆式多旋翼無人飛行器，方便田間地頭運載[31]；海南崇航無人機服務(wù)有限公司黎勇創(chuàng)新地提出一種無時間限制、地面供電供藥植保無人機[32]。

上述研究涵蓋了各類旋翼無人機機體，但對于無人機機體的載質(zhì)量需求大的基本特點關(guān)注不多。無人機機體是一個很復(fù)雜的系統(tǒng)，旋翼結(jié)構(gòu)同時承擔(dān)著機體的載質(zhì)量能力和姿態(tài)控制需求，不同的本體架構(gòu)、旋翼配置和能源供給會帶來不同的系統(tǒng)表現(xiàn)，特別是系統(tǒng)在機體載質(zhì)量需求與機體控制需求的資源分配比例上，會涉及到槳效、螺距、槳速、能量密度、氣動布局等幾乎所有機體部件參數(shù)。而不同于普通航拍、遙感和測繪等行業(yè)無人機，為提高作業(yè)效率，植保無人機當(dāng)然需要裝載搬運盡可能多的農(nóng)藥，對機體系統(tǒng)載質(zhì)量資源的分配要求更高。現(xiàn)階段中國各植保無人機企業(yè)在機體研發(fā)、制造與組裝上已有較豐富經(jīng)驗，表1為目前市場上具有代表性的4種旋翼無人機機體載質(zhì)量參數(shù)[33-36]。在大田作業(yè)基礎(chǔ)體系中，植保無人機更加關(guān)注的是最大起飛質(zhì)量、滿載懸停時間以及標(biāo)準(zhǔn)載荷等更能體現(xiàn)其搬運農(nóng)藥能力的參數(shù)。

表1 四種旋翼無人機機體參數(shù)Table 1 Four types of rotor UAV body parameters

以表1中參數(shù)為例，從載質(zhì)量的絕對參數(shù)最大起飛質(zhì)量和懸停時間來看，油機表現(xiàn)好于同類型電機；從相對參數(shù)推重比和載荷比來看，電機則相比油機有優(yōu)勢。從旋翼作業(yè)有效面積來看，單旋翼大于多旋翼；而從旋翼施加于空氣的作用力形成的有效面積風(fēng)壓壓強來看，多旋翼優(yōu)于單旋翼。上述指標(biāo)哪些對植保無人機更重要？植保無人機機體的設(shè)計是以發(fā)展絕對載質(zhì)量能力為主還是強調(diào)相對載質(zhì)量能力？是有效面積重要還是風(fēng)壓壓強更重要？回答這些問題需要展開大量基礎(chǔ)研究。在國防科技、航模競技中，能夠衡量機體載質(zhì)量能力、控制厄余的參數(shù)推重比、載荷比、能耗等已經(jīng)具有相當(dāng)?shù)难芯砍晒?，而針對植保無人機大載質(zhì)量特點的機體資源配置研究尚未見報道。2017年由農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機械化研究所主持的國家重點研發(fā)計劃“農(nóng)用航空作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研究與裝備研發(fā)/2017YFD0701000”已經(jīng)開始對旋翼無人機的“大載荷機體”和“能源載荷匹配”技術(shù)立項研究[37]。

3.1.2藥箱

藥箱是無人機機體上裝載農(nóng)藥的容器，圍繞藥箱構(gòu)造與防振蕩技術(shù)，近年來不少學(xué)者開展了研究工作。王大偉對無人機噴灑過程中藥箱進行了分析和建模，推導(dǎo)出長方體藥箱質(zhì)量和轉(zhuǎn)動慣量隨時間變化的公式，進一步得到了植保無人機精確的時變性動力學(xué)模型[38]；姜銳等[39-40]提出一種雙氣壓式液量監(jiān)測裝置的設(shè)計方案，包括雙氣壓式液位監(jiān)測、藥箱液面震蕩干擾濾波、機身傾斜干擾校正以及液位-液量換算模型等；何勇等[41-43]分別都提出了一種減輕藥液傾蕩的農(nóng)用植保無人機藥箱。類似于無人機機體研究，藥箱作為機載裝備體積最大的部位，其形狀與大小影響到整個機體的載質(zhì)量性能與控制性能，甚至?xí)绊懶須饬鞯姆植继匦?。圍繞無人機載質(zhì)量性能與控制性能的平衡點，研究設(shè)計與機體一體化的藥箱將會是未來旋翼無人機發(fā)展的一個方向。

3.2 . 農(nóng)藥轉(zhuǎn)化霧滴研究

農(nóng)藥轉(zhuǎn)化成霧滴依靠機載噴霧系統(tǒng)完成，主要考慮2個問題：霧滴的初始物理狀態(tài)（大小、角度、均勻度、是否攜帶荷電）和霧滴的初始運動狀態(tài)（流量、流速）。

3.2.1 霧滴初始物理狀態(tài)

蘭玉彬關(guān)注氣流-噴頭作用時影響霧滴4種特性的相關(guān)性，有助于對噴頭選擇漂移還原劑來滿足特定應(yīng)用下漂移緩解標(biāo)準(zhǔn)[44]；茹煜等[45-48]就航空靜電噴霧過程中霧滴的霧化過程、荷電過程、輸運過程和沉積過程進行了基礎(chǔ)理論分析和測試研究；國家農(nóng)業(yè)信息化工程技術(shù)研究中心王繼環(huán)等通過在一種現(xiàn)有噴頭TXVK-6的基礎(chǔ)上進行靜電噴霧系統(tǒng)的搭建，對靜電噴霧的霧化過程、充電過程以及無靜電狀態(tài)下沉積過程進行理論分析[49]；文晟等[50]基于旋流霧化的原理并采用模塊化方法，提出了一種超低容量旋流噴嘴結(jié)構(gòu)。劉武蘭等提出了航空靜電噴霧技術(shù)應(yīng)用在植保無人機飛行航空作業(yè)上所面臨的難題和未來可能的發(fā)展趨勢和解決方案[51]；而廉琦[52]則設(shè)計了無人機靜電噴霧系統(tǒng)的組成方案，對霧滴的荷電機理進行研究，確定了充電電極的荷電方式；確定了靜電噴頭類型并建立該靜電噴頭的荷電量數(shù)學(xué)模型；找出影響荷電量的關(guān)鍵因素進行試驗優(yōu)化；田源等[53]設(shè)計了基于無人機的靜電離心霧化裝置，在噴頭部分采用了將靜電霧化和離心霧化結(jié)合的方法，進一步細(xì)化霧滴；孫竹等[54]使用電機、噴嘴、離心霧化轉(zhuǎn)盤，并設(shè)計以單片機和外圍電路構(gòu)成的嵌入式控制系統(tǒng)，根據(jù)無人機當(dāng)前的飛行高度調(diào)整霧化轉(zhuǎn)盤的轉(zhuǎn)速，達到改變霧滴尺寸的目的；周晴晴通過對比液力噴嘴和離心噴嘴的霧化原理，選擇窄霧滴譜的離心噴嘴作為研究對象。采用變頻器調(diào)整電機轉(zhuǎn)速，采用回水閥穩(wěn)定噴灑液體的流量和壓力，設(shè)計并搭建了離心霧化試驗臺。試驗研究了噴嘴的霧化形狀[55]；高圓圓[56]運用霧滴粒徑測試系統(tǒng)對Af-811小型無人機霧化系統(tǒng)的性能參數(shù)進行了初步研究。霧滴物理初始狀態(tài)研究以噴嘴結(jié)構(gòu)和靜電噴霧系統(tǒng)為主。

3.2.2 霧滴初始運動狀態(tài)

Huang等[57]開發(fā)了一個低容量噴霧系統(tǒng)，配合全自主的無人機應(yīng)用在特殊小區(qū)域指定作物農(nóng)田中，取得了不錯的效果；Giles等[58]在無人機上針對噴頭與靜電釋放處的位置關(guān)系進行研究，并安裝商業(yè)噴施系統(tǒng)在加利福尼亞價值較高作物上作業(yè)，獲得較好效果；武志明等[59]提供了一種植保無人機噴頭、雷達自動調(diào)節(jié)裝置及其使用方法；于海濤等[60]設(shè)計了植保無人機噴霧性能綜合實驗臺，可以模擬農(nóng)業(yè)植保無人機工作狀態(tài)下，對噴頭的壓力、流量、霧錐角、噴幅、霧滴粒徑、霧滴沉積量、霧滴分布規(guī)律、霧滴分布變異系數(shù)等重要參數(shù)的測試；徐興等[61]提出一種用于多旋翼無人施藥機的噴頭增穩(wěn)裝置及方法用于霧滴運動測量，李繼宇等[62]發(fā)明一種無人機作業(yè)飛行器用的伸縮裝置調(diào)節(jié)噴頭位置，改變霧滴初始運動狀態(tài)；王飛等[63]對植保無人機的噴灑方向進行控制進而影響霧滴的運動狀態(tài)。

3.2.3小結(jié)

從上述內(nèi)容可看出，機載噴霧系統(tǒng)作為無人機系統(tǒng)中除了機體外唯一可以有效控制的部位，已經(jīng)成了旋翼無人機系統(tǒng)研究的熱點，特別是靜電噴霧方式吸引了很多科研工作者的注意力，也已經(jīng)取得了豐碩的成果。然而，目前幾乎所有機載噴霧系統(tǒng)都處于旋翼氣流的包裹中，針對旋翼無人機的特征：旋翼氣流對霧滴的物理和運動狀態(tài)所產(chǎn)生的影響，卻鮮有提及。宋堅利等[64]公開了一種單旋翼植保無人機用農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)，根據(jù)主旋翼下旋氣流場邊界來確定扇形霧噴頭的安裝位置，能夠有效避免無人機主旋翼和尾翼對噴頭霧化產(chǎn)生的噴霧扇面的卷揚影響，定向沉積到靶標(biāo)上，大大提高了農(nóng)藥利用率；王森[65]則進行了單旋翼植保無人機垂直風(fēng)場的研究，然后針對無人機風(fēng)場研究結(jié)論，選用一種航空專用噴頭，并對其進行了試驗室內(nèi)的特性試驗研究。上述兩位學(xué)者都注意到了旋翼氣流對霧滴運動狀態(tài)的影響，指引出未來研究需要注意的方向。值得指出的是，除工程應(yīng)用研究外，霧滴在旋翼氣流環(huán)境下與噴頭或噴嘴脫離的過程中，其物理與運動狀態(tài)的變化機理也是需要探究的基礎(chǔ)科學(xué)問題。

3.3 霧滴空間運動研究

傳統(tǒng)固定翼飛機噴灑農(nóng)藥時主要依靠霧滴自然沉降達到靶標(biāo)區(qū)域[66]。區(qū)別于此，旋翼無人機大田植保作業(yè)時總是保持低空低速飛行，是為了利用旋翼氣流對霧滴的的“風(fēng)送”性能，從而提高霧滴對靶標(biāo)的穿透性和均勻性[67]。旋翼氣流直接決定了霧滴在空間中的運動規(guī)律，不僅是影響霧滴的風(fēng)送對靶沉積量的主要因素，也是霧滴在空間脫靶產(chǎn)生漂移的主要原因。

3.3.1 旋翼氣流

張文星設(shè)計了“槳葉弧面分布六旋翼的農(nóng)用植保無人機”，這種結(jié)構(gòu)相對于市面上的“槳葉平面分布中心對稱結(jié)構(gòu)的六旋翼無人機”，有效地降低了下洗氣流的流速，增大了下洗氣流的面積[68]；另外 “共桿反槳”和“共軸反漿”通過幾根碳纖維管和連接固定件，“桿”垂直“軸”。下洗氣流的方向，就是弧面的外向法線方向；梁建等[69-70]提出移動式無人機農(nóng)用噴灑作業(yè)風(fēng)場測試設(shè)備及測試方法；并在對水稻品質(zhì)影響研究中設(shè)計了無人旋翼機噴灑作業(yè)風(fēng)場與測試方法，研究無人旋翼機旋翼下洗氣流場；胡煉等[71]為了實現(xiàn)田間多點、多風(fēng)向、可移動、實時采集無人直升機旋翼氣流在作物冠層所形成的風(fēng)場相關(guān)參數(shù)，設(shè)計了一種風(fēng)場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)，李繼宇等[72-74]提出2種不同的適用于無人機的立體風(fēng)場測量系統(tǒng)及其使用方法和一種零點可調(diào)的動壓式風(fēng)速測量裝置；蘭玉彬等[75]模擬無人機室外飛行環(huán)境提出一種帶檢測功能的無人機測試風(fēng)房；李誠龍[76]結(jié)合旋翼動力學(xué)模型給出多旋翼無人機在高空飛行風(fēng)場環(huán)境下的仿真建模方法，在半實物仿真環(huán)境基礎(chǔ)上，結(jié)合對飛行試驗過程中的數(shù)據(jù)分析，討論了飛行過程中海拔高度變化引起的空氣密度改變對旋翼氣動特性的影響；楊璐鴻[77]對縱列式六旋翼大載荷無人機氣動特性數(shù)值進行了模擬及優(yōu)化研究；廣東華南農(nóng)業(yè)航空工程研究院提出了一種檢測旋翼無人機氣動特性的裝置及檢測方法[78]。綜上，學(xué)者主要對機體氣動特性和旋翼氣流的檢測方法提出了各自見解。

3.3.2 對靶沉積量

Lan等[79]通過對霧滴、沉積量、順風(fēng)漂移量和液滴在棉花冠層光譜特征4種因素，收集水敏紙和聚酯薄膜卡的測量，分析出沉積量、霧滴大小、霧滴覆蓋率，漂移距離和處理手段或制劑高度相關(guān)；廖娟等[80]研究不同因素條件下的霧滴分布情況，為航空噴施作業(yè)時選擇相對合適的噴嘴型號、噴霧壓力、噴施角度、作業(yè)高度、作業(yè)速度、藥劑配方及藥劑濃度的選擇提供參考，提出了作物航空植保技術(shù)規(guī)程中作業(yè)參數(shù)的優(yōu)選及評價方法；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張京等用紅外熱像儀與無人機聯(lián)用測試噴霧前、后作物冠層溫度，通過溫度變化率反映霧滴在水稻冠層的沉積效果。以霧滴沉積量與冠層溫度變化率為評價指標(biāo)得到的結(jié)果一致，紅外熱成像技術(shù)可以準(zhǔn)確反映霧滴在水稻上的沉積規(guī)律[81]；王昌陵則提出了一種無人機施藥霧滴空間質(zhì)量平衡測試試驗方法，并且使用該方法對3種無人機進行了田間實際試驗研究，可以有效獲得準(zhǔn)確飛行速度和高度下無人機施藥霧滴空間分布情況和下旋氣流場分布情況[82-83]；北京市植物保護站技術(shù)人員在順義科技展示基地，針對3種旋翼無人機，開展了最佳作業(yè)參數(shù)、相應(yīng)有效噴幅、作業(yè)效率的測定，以及適用農(nóng)藥劑型比較[84]；許童羽等[85]發(fā)現(xiàn)植保無人機低空噴霧在水稻垂直方向的霧滴覆蓋率存在顯著差異，有效噴幅內(nèi)旋翼下方區(qū)域的霧滴覆蓋效果最好，而遠(yuǎn)離旋翼的位置，霧滴覆蓋率較差。上述研究顯示，通過地面沉積量來間接驗證霧滴空間運動情況是目前使用最多的一種手段。

3.3.3 脫靶飄移

秦維彩等[86]為了找出多旋翼無人機噴灑農(nóng)藥時影響農(nóng)藥沉積的因素及其影響程度，提高霧滴在靶標(biāo)上的沉積水平，在單因素試驗的基礎(chǔ)上，采用Box-Benhnken的中心組合試驗設(shè)計理論對施藥機具的噴霧參數(shù)進行研究；薛新宇則研究了航空噴灑霧滴沉降飄移規(guī)律、農(nóng)藥植株沉降附著基本特性、低量高濃度噴灑劑型對水稻安全性；進行室內(nèi)及田間噴灑試驗驗證[87]；陳盛德等[88-92]以HY-B-10L型單旋翼電動無人機搭載北斗定位系統(tǒng)UB351繪制作業(yè)軌跡，以質(zhì)量分?jǐn)?shù)為5‰的麗春紅2R水溶液模擬生長調(diào)節(jié)劑噴施沉積情況，以圖像處理軟件DepositScan、對比人工、有效噴幅的角度來分析靶區(qū)和非靶區(qū)的霧滴沉積參數(shù)得出霧滴的沉積分布與飄移結(jié)果，蘭玉彬等[93]提出一種農(nóng)用無人機噴霧防漂移裝置及其使用方法；中國農(nóng)業(yè)大學(xué)王瀟楠等研究油動單旋翼植保無人機在精準(zhǔn)作業(yè)參數(shù)（速度、高度）條件下的霧滴飄移分布特性，建立了霧滴飄移收集測試平臺，分別用霧滴飄移測試框架、等動量霧滴收集裝置和培養(yǎng)皿收集3WQF80-10型油動單旋翼植保無人機在作業(yè)時空中及地面飄移的霧滴[94-95]。

3.3.4小結(jié)

國內(nèi)外學(xué)者聚焦旋翼氣流及靶標(biāo)沉積與飄移問題已經(jīng)展開了大量研究工作，增加霧滴沉積，減小霧滴漂移。但大部分方法都是通過改變機載噴施參數(shù)，然后觀察噴施效果的間接手段來描述霧滴空間運動狀態(tài)，能夠知道霧滴沉積了多少和飄移了多少，但并不知道其本質(zhì)原因，缺乏對旋翼氣流具體形態(tài)的直接分析，缺乏能夠指導(dǎo)施藥實踐的霧滴運動模型，2016年由華南農(nóng)業(yè)大學(xué)主持的國家重點研發(fā)計劃“地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化裝備/2016YFD0200700”中涉及到旋翼氣流及霧滴空間運動狀態(tài)相關(guān)研究[96]；在中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會農(nóng)業(yè)航空分會場上，也有該項目參與單位做了相關(guān)研究進展報告[97]，期待進一步深入研究內(nèi)容見諸報道。

另旋翼無人機作業(yè)系統(tǒng)從旋翼氣流特征、霧滴運動目的來看，更類似于一個“會飛的”風(fēng)送式噴霧系統(tǒng)。除了噴施角度、機體位置、噴施量[98]等參數(shù)不同外，最大的區(qū)別在于該系統(tǒng)的風(fēng)送氣流來源于旋翼對空氣的反作用力，而該作用力決定了無人機的飛行高度與飛行速度。故借鑒風(fēng)送式噴霧系統(tǒng)的研究成果，深入研究無人機的飛行參數(shù)（高度、速度等）與霧滴空間運動狀態(tài)的關(guān)系也是未來旋翼無人機作業(yè)體系的重要研究方向。

3.4 霧滴作物擴散研究

霧滴經(jīng)旋翼氣流“風(fēng)送”的最終目的地是作物，大田不同作物植株對旋翼氣流的作用表現(xiàn)不一，如水稻、小麥等禾本科莖葉小穗形態(tài)適合風(fēng)媒，會迎風(fēng)飄揚[99]。此時霧滴擴散需要考慮2個問題，一是氣流與作物植株之間的互作關(guān)系，二是霧滴在氣流下對作物植株的附著能力。

3.4.1 氣流與作物互作研究

李繼宇等[100-101]提出旋翼所產(chǎn)生氣流到達作物冠層后形成的風(fēng)場也有較大差異，對應(yīng)的風(fēng)速、風(fēng)向和風(fēng)場寬度等參數(shù)對作業(yè)效果均不同，單軸單旋翼與圓形多軸多旋翼的旋翼氣流在水稻冠層形成的風(fēng)場分布就各不相同，冠層平面風(fēng)場的覆蓋寬度、風(fēng)場內(nèi)各方向風(fēng)速的大小以及風(fēng)場的分布規(guī)律將會直接影響到農(nóng)用無人機田間作業(yè)效果[102]，還對旋翼無人機風(fēng)場下花粉在水稻冠層處的分布規(guī)律做了總結(jié)與研究[103]；徐文彬等[104-105]研究大載荷植保無人直升機近地飛行時下洗流場的特征，建立了FR-200植保無人機三維實體模型，并對計算區(qū)域進行網(wǎng)格劃分，采用SSTk-ω湍流模型計算了大載荷植保無人直升機近地飛行流場，植株冠層處風(fēng)場隨著飛行高度的降低，風(fēng)場寬度增加，獲得較佳的飛行高度為H=4 m。王森[106]則試驗研究作物不同冠層高度的沉積率變化，垂直風(fēng)場及飛行氣流對霧滴在冠層的穿透性沉積影響；李中秋等[107]分析了氣流作用下植株受力及氣力作用層下層的花粉運動情況，對氣流不同作用位置產(chǎn)生的彎曲變形進行了對比分析，從花粉的分散密度、水平分布、豎直分布3個方面評價氣流作用位置對花粉分布的影響效果。

3.4.2 霧滴附著植株研究

王景旭等[108]探討在溫室環(huán)境中用氣流輔助方式噴施農(nóng)藥時，施藥對象（靶標(biāo)）周圍的流場對霧滴飛行軌跡及霧滴附著行為產(chǎn)生的影響；王志強等[109]結(jié)合氣力霧化、風(fēng)送和靜電的彌霧技術(shù)增強了霧化效果，提高了霧滴的均勻性和吸附性；董祥[110]對霧滴撞擊植物葉面過程試驗測試及仿真的研究增加農(nóng)藥噴霧液滴在植物葉面上的附著率，減少霧滴的滾動或濺射，使之在葉面上穩(wěn)定沉積；張鐵等[111]發(fā)現(xiàn)風(fēng)幕式施藥技術(shù)能夠有效提高霧滴在大豆冠層中的穿透性和分布均勻性，增加霧滴在植株各冠層葉片背面的附著率，但霧滴的地面流失率相對不使用風(fēng)幕有所增加。

霧滴附著參數(shù)快速獲取方面，張瑞瑞等[112-113]基于變介電常數(shù)電容器原理設(shè)計霧滴沉積傳感器及檢測系統(tǒng)，由此實現(xiàn)對航空施藥中霧滴地面沉積量的快速獲??；蔡坤等[114]提供一種農(nóng)藥霧滴沉積與蒸發(fā)檢測裝置及方法，當(dāng)霧滴沉積到共平面插指式電容器表面時，電容值變大，而當(dāng)霧滴蒸發(fā)時，電容值逐漸變小恢復(fù)至初始狀態(tài)值；李繼宇等發(fā)明了一種田間顆粒物作業(yè)參數(shù)實時檢測裝置及其方法[115]；吳亞壘等[116]提出一種基于駐波率原理的叉指型霧滴采集極板結(jié)構(gòu)。應(yīng)用三維電磁仿真軟件HFSS對系統(tǒng)進行電磁仿真結(jié)果表明，叉指型極板內(nèi)部出現(xiàn)了靜電屏蔽，極板間通過霧滴能夠?qū)崿F(xiàn)電磁耦合，可用于霧滴沉積量檢測，系統(tǒng)靈敏程度將隨著極板間距的增大而減小。

薛新宇等結(jié)合國家863項目“水田超低空低量施藥技術(shù)研究與裝備創(chuàng)制”研究內(nèi)容，對9種水稻常規(guī)農(nóng)藥及劑型對表面潤濕展布性能展開研究[87]；周曉欣[117]選用不同種類噴霧助劑進而探索篩選出一種能夠抗蒸發(fā)，抗飄移，潤濕性好的飛防專用噴霧助劑，從而減少蒸發(fā)飄移產(chǎn)生的藥害問題；楊帥[118]則分別使用WSZ-2410型、VH-2型、EH-3型及TXC-8-5-0-1型無人機噴灑霧滴蒸發(fā)問題進行了探索。

3.4.3小結(jié)

相對于農(nóng)藥轉(zhuǎn)換霧滴和霧滴空間運動，霧滴擴散過程研究相對較少，尚未得到足夠重視?，F(xiàn)有研究中，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)對旋翼氣流在水稻冠層上分布規(guī)律做了大量研究，但未見實質(zhì)體現(xiàn)旋翼氣流與作物之間互作關(guān)系的報道；而在氣流環(huán)境下霧滴在植株上附著性能的研究報道基本來自于風(fēng)送式果園研究領(lǐng)域，這與旋翼無人機氣流環(huán)境存在本質(zhì)區(qū)別。另外，霧滴在氣流環(huán)境中在葉面上的潤濕展布及蒸發(fā)的機理研究有待深入。由此可見，該領(lǐng)域具備研究潛力，尚存在大量的基礎(chǔ)性問題需要廣大學(xué)者做出進一步探索。

3.5 施藥作業(yè)方法研究

施藥作業(yè)方法是通過對無人機機體及機載裝備的控制，實現(xiàn)農(nóng)藥-霧滴的轉(zhuǎn)化，達到霧滴精準(zhǔn)抵達作物靶標(biāo)的目的。施藥作業(yè)方法目前也是企業(yè)、科研院所研究的熱點，近2年研究成果數(shù)量增長很快，展現(xiàn)出許多新思路和新方法。主要包括機體控制與導(dǎo)航、噴施量控制和作業(yè)模式3個方面。

3.5.1 機體控制

在旋翼無人機控制系統(tǒng)與噴灑系統(tǒng)結(jié)合的算法設(shè)計方面，F(xiàn)ai?al等[119]考慮到具體作物特征和無人機機械結(jié)構(gòu)，提出了微調(diào)設(shè)置控制規(guī)則的進化算法；李繼宇等[120-121]分別設(shè)計了四旋翼無人機的慣性測量系統(tǒng)，在測試翻滾角誤差小于0.5o時確定融合算法權(quán)重系數(shù)K為12，利用PID閉環(huán)控制實現(xiàn)3 m高度懸停飛行的偏移誤差不超過5 m；劉浩蓬[122]發(fā)現(xiàn)傳統(tǒng)PID控制算法在調(diào)試穩(wěn)定后只在飛行器結(jié)構(gòu)參數(shù)固定時具有較好的控制品質(zhì)，而在外界環(huán)境干擾較大或者飛行器自身機構(gòu)特性發(fā)生改變時的控制品質(zhì)較差，基于模糊PID控制的四軸飛行器，能夠在線優(yōu)化控制系數(shù)，具有很好的抗干擾能力；孫策等[123]以ARM9為控制核心，設(shè)計遙控器或PC計算機為交互設(shè)備的無人機農(nóng)業(yè)值保系統(tǒng)；蔡紅專等[124]同時采取了模塊化設(shè)計思路，便于調(diào)試和測試，采用了導(dǎo)航級和控制級兩級PID控制方式設(shè)計了農(nóng)用噴灑無人直升機飛控系統(tǒng)；李永偉等[125]將六旋翼植保無人機各個傳感器的測量參數(shù)輸入到模糊自適應(yīng)PID算法中，可以得到對應(yīng)的控制量，實現(xiàn)飛行器穩(wěn)定運行；丁力等[126]提出了一種基于線性自抗擾控制（LADRC）算法來實現(xiàn)航向通道高性能控制方法，能夠使Trex-600型無人直升機的航向角快速、精確地跟蹤參考軌跡。牟濤等[127-128]分別基于Pixhawk開源飛行控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，開展了對植保無人機控制系統(tǒng)的研究，驗證了Pixhawk飛行控制的穩(wěn)定性與可靠性以及與噴灑系統(tǒng)間串口通信的可行性；苑進等[129-130]提出了一種植保無人機的自主飛行控制，鉛垂升力與水平推力的驅(qū)動解耦保證控制系統(tǒng)的簡單可靠，并提出了一種植保無人機專用飛控系統(tǒng)。機體控制方法從PID參數(shù)整定到開源飛控Pixhawk研究，從進化算法到驅(qū)動解耦，多種方法反映出該領(lǐng)域的研究熱度。

除此之外，在旋翼無人機作業(yè)的定高、定位、監(jiān)測、避障方面，盧致輝等[131]設(shè)計了一種基于植保無人機超聲波可控定高作業(yè)系統(tǒng)則使植保無人機實現(xiàn)自我調(diào)節(jié)并可以實現(xiàn)可控高度；龍文等[132]針對負(fù)載發(fā)生變化時無人機的高度控制會出現(xiàn)不穩(wěn)定現(xiàn)象，采用了基于氣壓計和加速度計卡爾曼濾波融合的高度測量系統(tǒng)，并設(shè)計了一個雙閉環(huán)PID控制加前饋控制的高度控制器；袁玉敏[133]為提高農(nóng)業(yè)植保無人機的定位精度基于GPS和GPRS，設(shè)計混合農(nóng)業(yè)植保無人機高精度定位系統(tǒng)可以有效地彌補GPS在復(fù)雜環(huán)境的定位不足；盧璐等[134]基于RTK技術(shù)結(jié)合北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)優(yōu)化了植保無人機飛控系統(tǒng)，大幅度提高了航線飛行精度；張昆等[135]為了實現(xiàn)無人機飛行狀態(tài)信息的自動化采集和性能評估，設(shè)計了基于 Labview的無人機飛行狀態(tài)實時監(jiān)測評估系統(tǒng)，能夠用于實時監(jiān)測、圖形化顯示、評估和記錄無人機飛行狀態(tài)信息；楊澤等[136]基于Django架構(gòu)構(gòu)建了一個用于監(jiān)聽無人機的各種信息服務(wù)器端系統(tǒng)實時監(jiān)聽端口數(shù)據(jù)，采集農(nóng)業(yè)植保無人機實時回傳的定位信息、各個傳感器以及重要組件的工作狀態(tài)信息；張遜遜等[137]將無人機與障礙物的相對運動速度引入到人工勢場中，給出基于改進人工勢場的避障控制算法；肖儒亮[138]采用開源飛控APM，避障控制系統(tǒng)采用開源模塊Arduino mega2560，避障測距系統(tǒng)采用超聲波測距模塊US-016，提出了避障系統(tǒng)控制策略并進行軟件設(shè)計。

3.5.2 噴施量控制

Zhu等[139]早在2010年設(shè)計了一種脈沖寬度調(diào)制（PWM）控制器，基于TL494固定頻率與數(shù)據(jù)采集板的精細(xì)農(nóng)業(yè)噴霧器，使用LabVIEW 8.2在實驗室中進行分析，PWM控制器具有較高的精度噴霧技術(shù)的應(yīng)用前景，提高農(nóng)藥的應(yīng)用效率；Xue等[140]采用高度集成、超低功耗MSP430單片機設(shè)計具有獨立功能的模塊，設(shè)計機載自動控制噴霧系統(tǒng)，在自主規(guī)劃路線的模式下，取得了噴霧均勻性優(yōu)于超低體積噴霧變異系數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)要求；王大帥等[141-142]設(shè)計了基于ARM架構(gòu)單片機的施藥控制系統(tǒng)，提出基于PWM（脈寬調(diào)制）的施藥流量控制方法，采用多傳感器融合技術(shù)，實現(xiàn)施藥參數(shù)的實時動態(tài)監(jiān)測；廣州極飛科技有限公司公開了一種噴灑控制裝置，微控制器根據(jù)流量檢測信號獲取水泵輸送液體的實時流量值，并根據(jù)實時流量值調(diào)節(jié)水泵電機的轉(zhuǎn)速，從而準(zhǔn)確控制流過水泵的液體流量[143]；無錫漢和航空技術(shù)有限公司提供一種無人機噴灑農(nóng)藥的作業(yè)方法根據(jù)不同農(nóng)作物的特點、農(nóng)藥種類、農(nóng)藥稀釋比例、單位面積的噴灑藥量并結(jié)合無人機的飛行速度，精確計算出液泵控制電壓，實現(xiàn)對噴灑流量的精確控制[144]；徐旻等[145-146]提供一種基于流量動態(tài)預(yù)測的無人機噴灑控制系統(tǒng)及方法；蘭玉彬等[147-148]提出了一種適用于無人機的變量噴施系統(tǒng)以及噴施系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)裝置和方法；王玲等[149-150]設(shè)計了微型無人機脈寬調(diào)制型變量噴藥系統(tǒng)，基于LabWindows/CVI的地面測控軟件，采用頻率為10 Hz、占空比可調(diào)的脈沖信號經(jīng)無線數(shù)傳模塊遠(yuǎn)程控制機載噴施系統(tǒng)，以ARM Cortex-M3系列的STM32F103VC微處理器為核心，接收地面控制信號實時調(diào)節(jié)電動隔膜泵電動機轉(zhuǎn)速，以改變系統(tǒng)噴霧壓力和噴藥量，實現(xiàn)變量噴霧調(diào)節(jié)。廣大學(xué)者集中對PWM流量控制及智能控制方法的研究凸顯該方法的重要性。

3.5.3 作業(yè)模式研究

BS Fai?al,FG Costa根據(jù)田間無線傳感器的實時反饋，評估無人機和WSN之間的通信消息數(shù)目的影響，利用傳感器反饋信息對線路進行調(diào)整的作業(yè)模式可顯著減少農(nóng)藥和化肥的浪費[151]；Costa等[152]也有類似田間傳感器作業(yè)模式研究；Heimfarth等[153]則將無人機視為無線節(jié)點之間的連接者；Wang等[154]提出了一種低空多平面編隊組成的各種功能模型的無人機作業(yè)模式。

彭孝東等[155]為了得到在無導(dǎo)航目視遙控模式下農(nóng)用無人機的直線飛行特性、檢驗農(nóng)田作業(yè)航線的人為即時規(guī)劃情況和評價實際作業(yè)質(zhì)量及效果，設(shè)計了基于GPS的坐標(biāo)采集無線傳輸系統(tǒng)；王林惠等[156]也研制一種基于圖像識別的無人機精準(zhǔn)噴霧控制系統(tǒng)；徐博等[157-158]為盡可能地減少飛行總距離和多余覆蓋面積，節(jié)省無人機的能耗和藥液消耗，研究了一種基于作業(yè)方向的不規(guī)則區(qū)域作業(yè)航線規(guī)劃算法；同時利用柵格法對工作區(qū)域進行劃分，在以作業(yè)架次數(shù)最少為約束條件的情況下，研究了一種多架次返航路線規(guī)劃算法[159-160]。張喜海等[161-162]提出了一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的植保無人機噴施作業(yè)方法以及一種農(nóng)用植保無人機來回往復(fù)噴施過程中的轉(zhuǎn)彎路徑飛行控制方法、裝置及無人機；王宇等[163]運用柵格法構(gòu)建環(huán)境模型，根據(jù)實際的作業(yè)區(qū)域規(guī)模、形狀等環(huán)境信息和無人機航向，為相應(yīng)柵格賦予概率，無人機優(yōu)先選擇概率高的柵格行進，實現(xiàn)了在形狀不規(guī)則的作業(yè)區(qū)域內(nèi)進行往復(fù)回轉(zhuǎn)式全覆蓋路徑規(guī)劃；楊澤等[164-165]設(shè)計一種高效可靠的無人機植保作業(yè)電子圍欄模式，能夠?qū)崟r檢測無人機是否越界，并在有越界風(fēng)險時及時發(fā)出預(yù)警；肖儒亮等[166]設(shè)計的一種農(nóng)用無人機噴灑系統(tǒng)以四旋翼無人機為平臺，則是利用無線傳輸技術(shù)最終實現(xiàn)噴灑系統(tǒng)的液位高度測量、液位臨界點報警、水泵自動關(guān)閉等功能；張茂林[167]基于梯田特點，建立梯田覆蓋區(qū)域模型，結(jié)合激光測距儀和多路超聲波傳感器針對梯田環(huán)境模型設(shè)計了全區(qū)域遍歷法，仿真實現(xiàn)了梯田的全覆蓋路徑飛行。

3.5.4小結(jié)

旋翼無人機大田作業(yè)首先要控制機體飛行穩(wěn)定，其次要控制機載噴施設(shè)備做變量噴灑，最后結(jié)合兩者需要對飛行軌跡及參數(shù)進行規(guī)劃。圍繞這一主線，施藥作業(yè)方法已成為廣大學(xué)者研究的熱點，近年來不斷涌現(xiàn)出新的方法。但圍繞旋翼無人機的氣流作業(yè)特征，特別是針對旋翼氣流規(guī)模大小的控制問題和方法，尚未見報道。這需要充分認(rèn)識到旋翼氣流在植保旋翼無人機作業(yè)體系中的核心地位，并對直接反映氣流作業(yè)效果的飛行參數(shù)及噴施參數(shù)進行融合機理研究。

4 亟待解決的問題及建議

綜上所述，國內(nèi)外學(xué)者聚焦旋翼無人機大田植保作業(yè)，對機體架構(gòu)、藥箱及其技術(shù)、噴頭噴嘴系統(tǒng)與方法、旋翼氣流檢測裝置與方法、霧滴沉積、飄移和附著參數(shù)、機體控制、噴施控制、路徑規(guī)劃等方面展開了大量研究，逐步形成了農(nóng)藥裝載搬運-農(nóng)藥轉(zhuǎn)化霧滴-霧滴空間運動-霧滴作物擴散及施藥作業(yè)方法的大田氣流作業(yè)研究體系。然而，考慮到旋翼植保無人機氣流作業(yè)特征及其核心作用，總體來看，作業(yè)體系中現(xiàn)有研究仍然存在著研究內(nèi)容不均衡、不深入，作業(yè)參數(shù)關(guān)聯(lián)性不強和作業(yè)模式無法直接表征作業(yè)效果等亟待解決的問題。

4.1 旋翼無人機作業(yè)體系內(nèi)容研究不均衡，機理研究不深入

從作業(yè)體系整體來看，五要素之間存在內(nèi)在因果聯(lián)系：①農(nóng)藥裝載搬運與②農(nóng)藥轉(zhuǎn)化霧滴過程發(fā)生在空中機體部位，也是⑤施藥作業(yè)方法中能夠控制到的地方；④霧滴在作物上的擴散發(fā)生在地面冠層，而聯(lián)系空中機體控制與地面作業(yè)效果之間的紐帶即為③霧滴空間運動過程，體系中五個部分要素相輔相承，互為作用，缺一不可。而現(xiàn)階段②與⑤是被多數(shù)學(xué)者研究的熱點，盡管涌現(xiàn)出一些新的思想與方法，但一些經(jīng)典的控制方法存在簡單重復(fù)的研究報道；①的研究水平主要體現(xiàn)在植保無人機企業(yè)制造的機體，研究院所則缺乏相關(guān)深入的研究進展報道；③與④更多的聚焦于霧滴沉積性能方面的研究，這與研究手段和實驗工具較易滿足存在一定關(guān)系，其他諸如飄移性能、氣流規(guī)律和附著性能的研究報道甚少。這種研究不均衡的現(xiàn)象與近年農(nóng)用無人機專利申請集中于上述幾個熱點[168]的趨勢保持一致，需要學(xué)者們對尚未形成熱點的要素深入思考，補充相關(guān)研究，構(gòu)成完整的旋翼無人機作業(yè)體系研究鏈。

同時，在已經(jīng)形成熱點的要素研究中，圍繞旋翼無人機氣流作業(yè)特征，仍有許多需要進一步深入研究的科學(xué)問題，比如要素①中根據(jù)旋翼產(chǎn)生氣流規(guī)模如何合理分配載質(zhì)量與控制資源的問題，要素②中旋翼氣流環(huán)境下霧滴與噴頭或噴嘴脫離過程中狀態(tài)的變化機理，要素③中無人機飛行參數(shù)（高度、速度等）與霧滴空間運動狀態(tài)的關(guān)系，要素④中實質(zhì)性反映旋翼氣流與作物冠層互作關(guān)系的機理，要素⑤中直接反映氣流作業(yè)效果的飛行參數(shù)與噴施參數(shù)的融合問題，上述問題都是亟需深入展開研究的基礎(chǔ)科學(xué)問題。基礎(chǔ)問題的研究是工程實際應(yīng)用的前提，2016年、2017年國家自然科學(xué)基金批準(zhǔn)資助的項目中已經(jīng)出現(xiàn)了涉及上述部分基礎(chǔ)問題的研究課題[169]，但仍需要廣大學(xué)者積極對基礎(chǔ)研究投入大量精力。

4.2 旋翼無人機作業(yè)參數(shù)關(guān)聯(lián)性不強，大田試驗條件精準(zhǔn)性有待提高

旋翼無人機在田間低空作業(yè)時，飛多快，飛多高，載質(zhì)量多少，藥液流量應(yīng)該是多少？針對這些作業(yè)參數(shù)的試驗與研究已不少見，例如在“3種旋翼無人機的最佳飛行作業(yè)參數(shù)測定”研究表明，“飛行速度—飛行高度”分別為3 m/s—3 m、2 m/s—2 m、3 m/s—1 m；單組動力最佳作業(yè)效率分別為1.88、0.41、9.72 hm2[84]，此類研究方法是預(yù)先選定離散的無人機作業(yè)參數(shù)來甄別作業(yè)效果；又例如“一種無人機施藥霧滴空間質(zhì)量平衡測試試驗方法”研究表示，在平均風(fēng)速1.7 m/s、平均氣溫31.5℃、平均相對濕度34.1%的條件下，飛行高度2.5 m、速度5.0 m/s時，3WQF80-10型無人機噴霧作業(yè)霧滴在上風(fēng)向部、頂部、下風(fēng)向部和底部的平均分布比例為4.4%，2.3%，50.4%和43.7%[82]，此類研究思路則為滿足一定作業(yè)效果后分別測定出對應(yīng)的無人機作業(yè)參數(shù)。總體來看，現(xiàn)有無人機作業(yè)研究方案普遍缺乏作業(yè)參數(shù)之間關(guān)聯(lián)性的深入研究，研究結(jié)論可以回答出“需要飛多快，需要飛多高”的問題，但尚不能夠回答“為什么飛這么快并且飛這么高”的問題。該問題的回答需要在旋翼無人機完整作業(yè)體系下尋找出反映作業(yè)參數(shù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)性的典型物理特征。

精準(zhǔn)實施旋翼無人機大田試驗并不容易，首先無人機的作業(yè)參數(shù)需要精準(zhǔn)收集。許多研究報道中獲取無人機的飛行高度、飛行速度等參數(shù)數(shù)據(jù)的精度不夠高，甚至有些是通過估測得來的，由此得到的參數(shù)無法體現(xiàn)出實際作業(yè)效果；其次田間霧滴參數(shù)收集手段精準(zhǔn)性需要提高，以水敏紙為代表的霧滴采集卡存在易變色、潮濕環(huán)境敏感的問題，如果采樣點數(shù)量多，每次收集的樣本容易產(chǎn)生數(shù)據(jù)不一致的情況；最后則是田間自然風(fēng)的影響，旋翼無人機主要依靠氣流特征作業(yè)，而往往作業(yè)過程中自然風(fēng)直接干擾到旋翼氣流分布，而現(xiàn)階段研究報道中少見對自然風(fēng)的合理處理方式。今后的旋翼無人機大田試驗需要努力避免上述問題，需要大力發(fā)展適應(yīng)于旋翼無人機的田間測量傳感器技術(shù)及提高測量精度，得到精準(zhǔn)可靠的試驗數(shù)據(jù)。

4.3 旋翼無人機作業(yè)模式無法直接表征作業(yè)效果，高精度飛行參數(shù)難轉(zhuǎn)化為作業(yè)參數(shù)

旋翼無人機田間作業(yè)時協(xié)同制定各項作業(yè)參數(shù)的策略是什么？以旋翼無人機施藥作業(yè)為例，在“基于目視遙控的無人機直線飛行與航線作業(yè)試驗”中指出根據(jù)田塊實際大小智能優(yōu)化并生成作業(yè)航線的自主飛行作業(yè)模式是未來農(nóng)用無人機進行精準(zhǔn)作業(yè)的發(fā)展方向[147]；在“基于無人機航向的不規(guī)則區(qū)域作業(yè)航線規(guī)劃算法與驗證”中基于作業(yè)方向采用算法進行航線規(guī)劃，無人機作業(yè)的多余覆蓋率最低可達到11.5%[157]；同時在“多架次作業(yè)植保無人機最小能耗航跡規(guī)劃算法研究”中以作業(yè)架次數(shù)最少為約束條件，相比于僅以藥液耗盡為返航依據(jù)的航跡規(guī)劃，能耗節(jié)省率達到了12.89%[158]。上述以田塊大小、作業(yè)方向和作業(yè)架次為視角，以覆蓋率、能耗為指標(biāo)的作業(yè)模式難以直接體現(xiàn)出實際噴施效果。

而廣州極飛科技有限公司推出的P20系列四旋翼無人機則強調(diào)采用GNSS RTK（載波相位差分技術(shù)）讓航線飛行精度達厘米級，為精準(zhǔn)噴灑提供條件[170]。該作業(yè)模式聚焦于機體飛行精度，能夠體現(xiàn)出飛行效果，卻無法直接體現(xiàn)噴灑霧滴附著在作物冠層的作業(yè)精度和效果。

聚焦旋翼無人機的氣流特征，尋找出能夠直接表征出作業(yè)效果的具體氣流特征的物理參數(shù)，將有助于旋翼無人機精準(zhǔn)作業(yè)模式的提出，同時幫助將無人機作業(yè)系統(tǒng)中的精準(zhǔn)定位目標(biāo)從機體本體轉(zhuǎn)移到作物靶標(biāo)，切實提高旋翼植保無人機的大田作業(yè)效果。

5 結(jié)論與展望

近年隨著小型無人機在農(nóng)業(yè)航空上的迅猛發(fā)展，旋翼植保無人機大田施藥作業(yè)作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空體系中非常重要的一個環(huán)節(jié)，吸引了眾多學(xué)者的目光，涌現(xiàn)出許多研究成果。然而，對于旋翼無人機大田的作業(yè)特征：旋翼氣流的研究并不多見。旋翼氣流本質(zhì)上是旋翼無人機大田作業(yè)體系中制約機體飛行參數(shù)以及決定地面作業(yè)效果的重要作業(yè)參數(shù)，對無人機田間作業(yè)體系研究具有基礎(chǔ)意義。

現(xiàn)有研究中圍繞農(nóng)藥裝載搬運-農(nóng)藥轉(zhuǎn)化霧滴-霧滴空間運動-霧滴植株擴散-施藥作業(yè)方法的旋翼無人機大田作業(yè)體系，尚存在大載質(zhì)量特點機體資源配置問題、霧滴物理與運動狀態(tài)的變化機理、飛行參數(shù)與霧滴運動狀態(tài)的關(guān)系、旋翼氣流與作物冠層互作機理、飛行參數(shù)與噴施參數(shù)的融合等基礎(chǔ)科學(xué)問題需要進一步深入研究。也存在旋翼無人機作業(yè)參數(shù)關(guān)聯(lián)性不強，大田試驗條件精準(zhǔn)性有待提高以及作業(yè)模式無法直接表征作業(yè)效果，高精度飛行參數(shù)難轉(zhuǎn)化為作業(yè)參數(shù)等實踐問題亟需解決。

未來研究需要重視旋翼氣流在旋翼無人機施藥作業(yè)體系中的核心紐帶作用，進一步探尋出旋翼控制、載質(zhì)量性能、作業(yè)參數(shù)三者之間的內(nèi)在規(guī)律；進一步探尋出旋翼氣流與霧滴運動之間的本質(zhì)關(guān)系；進一步探尋出旋翼氣流與作物植株之間的互作關(guān)系將是上述問題的解決思路；加強對旋翼無人機大田施藥作業(yè)體系的基礎(chǔ)科學(xué)問題凝練與工程實踐問題探索將是上述問題的解決途徑；尋找出能夠直接反映氣流作業(yè)特征的各種物理參數(shù)將是上述問題的解決方案。

[1]Lan Y B,Chen S D,Fritz B K.Current status and future trends of precision agriculturalaviation technologies[J].International Journal of Agricultural & Biological Engineering,2017,10(3):1－17.

[2]崔涵.中國雜交水稻貢獻世界[J].農(nóng)產(chǎn)品市場周刊，2010(23)：28－29.

[3]白人樸.關(guān)于水稻生產(chǎn)機械化技術(shù)路線選擇的幾個問題[J].中國農(nóng)機化學(xué)報，2011(1)：15－18.BaiRenpu.Severalissues on the route choice of mechanization of rice production technology[J].Chinese Agricultural Mechanization,2011(1):15－18.(in Chinese with English abstract)

[4]羅錫文，王在滿.水稻生產(chǎn)全程機械化技術(shù)研究進展[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)裝備，2014(1)：23－29.

[5]牟楠.水稻全程機械化生產(chǎn)技術(shù)及裝備研究[J].農(nóng)業(yè)科技與裝備，2014(3)：34－35.Mou Nan.Research on the technology and equipment for completely mechanized rice production[J].Agricultural Science&Technology and Equipment,2014(3):34－35.(in Chinese with English abstract)

[6]何雄奎.大力推進我國農(nóng)業(yè)航空植保產(chǎn)業(yè)發(fā)展[J].農(nóng)機科技推廣，2015(3)：10－11.

[7]薛新宇，蘭玉彬.美國農(nóng)業(yè)航空技術(shù)現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢分析[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2013，44(5)：194－201.Xue Xinyu,Lan Yubin.Agricultural aviation applications in USA[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2013,44(5):194－201.(in Chinese with English abstract)

[8]何勇，張艷超.農(nóng)用無人機現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢[J].現(xiàn)代農(nóng)機，2014(1)：1－5.

[9]Giles D K,Akesson N B,Yates W E.Pesticide application technology:Research and development and the growth of the industry[J].American Society of Agricultural and Biological Engineers.2008,51(2):397－403.

[10]劉開新.俄日韓等國家農(nóng)業(yè)航空產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀[J].時代農(nóng)機，2015，42(7)：169－169.

[11]網(wǎng)易無人機.極飛科技成立日本子公司 進軍國際植保市場[EB/OL].(2017-01-24)[2017-10-20]/17/0124/11/CBHSN 5UI0001899S.html

[12]華夏經(jīng)緯網(wǎng).雅馬哈無人機風(fēng)波：日本阻止我國獲取先進技術(shù)[EB/OL].http://www.huaxia.com/js/jswz/2006/00415746.html,2006-01-27.

[13]環(huán)球網(wǎng).日媒：大疆創(chuàng)新要在日本小型無人機市場發(fā)力[EB/OL].(2015-05-21)[2017-10-20]http://uav.huanqiu.com/hyg/2015-05/6495459.html.

[14]Bruno S F,Gustavo P,Geraldo P R F,et al.Fine-tuning of UAV control rules for spraying pesticides on crop fields:An Approach for dynamic environments[J].International Journal of Artificial Intelligence Tools,2016,25(1):1660003.

[15]Aditya S N，Prof S C K.Adoption and utilization of drones for advanced precision farming:A Review[J].International Journal on Recent and Innovation Trends in Computing and Communication,2016,4(5):563－565.

[16]周志艷，臧英，羅錫文，等.中國農(nóng)業(yè)航空植保產(chǎn)業(yè)技術(shù)創(chuàng)新發(fā)展戰(zhàn)略[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2013，29(24)：1－10.Zhou Zhiyan,Zang Ying,Luo Xiwen,et al.Technology innovation development strategy on agricultural aviation industry for plant protection in China[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2013,29(24):1－10.(in Chinese with English abstract)

[17]周志艷，明銳，臧禹，等.中國農(nóng)業(yè)航空發(fā)展現(xiàn)狀及對策建議[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(20)：1－13.Zhou Zhiyan,Ming Rui,Zang Yu,et al.Development status and countermeasures of agricultural aviation in China[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(20):1－13.(in Chinese with English abstract)

[18]張東彥，蘭玉彬，陳立平，等.中國農(nóng)業(yè)航空施藥技術(shù)研究進展與展望[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2014，45(10)：53－59.Zhang Dongyan,Lan Yubin,Chen Liping et al.Current status and future trendsof agriculturalaerialspraying technology in China[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2014,45(10):53－59.(in Chinese with English abstract)

[19]韓建達，齊俊桐.一種施藥無人直升機[J].機器人學(xué)研究室，2015.

[20]張遜，戴勇，尚其龍，等.一種智能施藥無人直升機：CN103770943A[P].2014-05-07.

[21]李兵，樊江巖，王玉宏.冀北農(nóng)用無人機優(yōu)化設(shè)計及露地蔬菜飛防植保應(yīng)用探討[J].中國蔬菜，2016，1(3)：10－12.

[22]張文星.槳葉弧面分布六旋翼的農(nóng)用植保無人機：CN105438455A[P].2016-03-30.

[23]顧文杰，賀勇，王成波，等.六旋翼農(nóng)藥噴灑無人機的結(jié)構(gòu)設(shè)計[J].安徽農(nóng)業(yè)科學(xué)，2015(31)：335－337.Gu Wenjie,He Yong,Wang Chengbo,et al.Structural design of six-rotor UAV for pesticide spraying[J].Journal of Anhui Agricultural Sciences,2015(31):335－337.(in Chinese with English abstract)

[24]苑進，劉雪美，陳榮康，等.一種低成本高負(fù)載的植保專用無人機及驅(qū)動方法：CN104554724A[P].2015-04-29.

[25]李俊杰.多旋翼農(nóng)用無人機螺旋槳裝置：CN206351779U[P].2017-07-25.

[26]萬丹.植保無人機十字盤雙并聯(lián)舵機結(jié)構(gòu):CN206125424 U[P].2017-04-26.

[27]李繼宇，姚偉祥，蘭玉彬，等.一種對稱布局多旋翼無人機動態(tài)受力中心位置的檢測方法： CN201710116231.2[P].2017-07-07.

[28]蘭玉彬，姚偉祥，李繼宇，等.一種不規(guī)則多旋翼無人機懸停狀態(tài)受力中心位置檢測方法： CN201710115933.9[P].2017-06-13.

[29]李繼宇，朱長威，歐陽帆，等.一種定載荷電動力無人機的分段能耗評價方法：CN201710407306.2[P].2017-09-15.

[30]李繼宇，朱長威，歐陽帆，等.一種動載荷電動力無人機有效作業(yè)能耗評價方法：CN201710468644.7[P].2017-09-26.

[31]周志艷，朱秋陽，陳盛德，等.一種折疊快拆式多旋翼無人飛行器：CN204399473U[P].2015-04-08.

[32]黎勇.一種無時間限制地面供電供藥植保無人機：CN205872474U[P].2017-01-11.

[33]DJI大疆創(chuàng)新.MG-1S技術(shù)參數(shù)[EB/OL].[2017-10-20]https://www.dji.com/cn/mg-1s/info#specs

[34]遼寧壯龍無人機科技有限公司 大壯 參數(shù) [EB/OL].[2017-10-20]https://www.zluav.com/dazhuang.html

[35]深圳高科新農(nóng)技術(shù)有限公司 高新 S40主要技術(shù)參數(shù)[EB/OL].[2017-10-20]http://www.szgkxn.com/UploadFiles/files/20170510100116653.pdf

[36]全豐飛防 全豐無人機 3WQF120-12型智能懸浮植保機[EB/OL].[2017-10-20]http://www.qfhkzb.com/custom/g/32

[37]鄭慶偉.“農(nóng)用航空作業(yè)關(guān)鍵技術(shù)與裝備研發(fā)”項目研討會在南京召開[J].農(nóng)藥市場信息，2016(23)：59

[38]王大偉，高席豐.植保無人機藥箱建模與姿態(tài)控制器設(shè)計[J].排灌機械工程學(xué)報，2015(11)：1006－1012.Wang Dawei,Gao Xifeng.Liquid tank modelling and attitude controller design of plant protection UAV[J].Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engine,2015,33(11):1006－1012.(in Chinese with English abstract)

[39]姜銳，周志艷，徐巖，等.植保無人機藥箱液量監(jiān)測裝置的設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(12)：107－115.Jiang Rui,Zhou Zhi】yan,Xu Yan,et al.Design and experiment of liquid quantity monitor for pesticide tank in spraying UAV[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(12):107－115.(in Chinese with English abstract)

[40]周志艷，姜銳，羅錫文，等.液位監(jiān)測技術(shù)在植保無人機中的應(yīng)用分析[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(4)：47-55.Zhou Zhiyan,Jiang Rui,Luo Xiwen,et al.Application analysisof liquid-level monitoring technology to plant protection UAV[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(4):47－55.(in Chinese with English abstract)

[41]何勇，肖宇釗.一種減輕藥液傾蕩的農(nóng)用植保無人機藥箱:CN204527645U[P].2015-08-05.

[42]李熙，張俊雄，曲峰，等.農(nóng)用無人機藥箱防晃內(nèi)腔結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(18)：72－79.Li Xi,Zhang Junxiong,Qu Feng,et al.Optimal design of anti-sway inner cavity structure of agricultural UAV pesticide tank[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(18):72－79.(in Chinese with English abstract)

[43]李偉，王大帥，張文強，等.一種彈性內(nèi)腔式植保無人機防震蕩藥箱：CN201610362703.8[P].2017-11-10.

[44]Lan Y,Opapeju F O,Nyachoti C M.True ileal protein and amino acid digestibilities in wheat dried distillers'grains with solubles fed to finishing pigs[J].Animal Feed Science&Technology,2008,140(1):155－163.

[45]茹煜，金蘭，周宏平，等.航空施藥旋轉(zhuǎn)液力霧化噴頭性能試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30(3)：50－55.Ru Yu,Jin Lan,Zhou Hongping,etal.Performance experiment of rotary hydraulic atomizing nozzle for aerial spraying application[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(3):50－55.(in Chinese with English abstract)

[46]茹煜，金蘭，賈志成，等.無人機靜電噴霧系統(tǒng)設(shè)計及試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31(8)：42－47.Ru Yu,Jin Lan,Jia Zhicheng,et al.Design and experiment on electrostatic spraying system forunmanned aerial vehicle[J]. Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(8):42－47.(in Chinese with English abstract)

[47]周宏平，茹煜，舒朝然，等.應(yīng)用于直升機的航空靜電噴霧系統(tǒng)設(shè)計與試驗研究[C]//中國林業(yè)學(xué)術(shù)大會-s12現(xiàn)代林業(yè)技術(shù)裝備創(chuàng)新發(fā)展.2009.

[48]金蘭，茹煜.基于無人直升機的航空靜電噴霧系統(tǒng)研究[J].農(nóng)機化研究，2016(3)：227－230.Jin Lan,Ru yu.Research on UAV-based aerial electrostatic spraying system[J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2016(3):227－230.(in Chinese with English abstract)

[49]王繼環(huán).基于無人直升機靜電施藥裝置研究[D].楊凌：西北農(nóng)林科技大學(xué)，2015.Wang Jihuan.Application of Unmanned Electrostatic Spraying Apparatus Unmanned Helicopter Based on the Deposition Effect[D].Yangling:Northwest A&F University,2015.(in Chinese with English abstract)

[50]文晟，蘭玉彬，張建桃，等.農(nóng)用無人機超低容量旋流噴嘴的霧化特性分析與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(20)：85－93.Wen Sheng,Lan Yubin,Zhang Jiantao,et al.Analysis and experiment on atomization characteristics of ultra-low-volume swirl nozzle for agricultural unmanned aviation vehicle[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2016,32(20):85－93.(in Chinese with English abstract)

[51]劉武蘭，周志艷，陳盛德，等.航空靜電噴霧技術(shù)現(xiàn)狀及其在植保無人機中應(yīng)用的思考[J].農(nóng)機化研究，2018，40(5)：1－9.Liu Wulan,Zhou Zhiyan,Chen Shengde,et al.Status of aerial electrostatic spraying technology and its application in plant protection UAV[J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2018,40(5):1－9.(in Chinese with English abstract)

[52]廉琦.多旋翼無人機靜電噴霧系統(tǒng)的試驗研究[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2016.

[53]田源，鄒凡，楊金星，等.基于無人機的靜電離心噴霧裝置的設(shè)計[J].南方農(nóng)機，2017，48(12)：9.

[54]孫竹，薛新宇，張宋超，等.農(nóng)業(yè)航空自適應(yīng)離心霧化控制系統(tǒng)：CN204148033U[P].2015-02-11.

[55]周晴晴.航空低量窄霧滴譜旋轉(zhuǎn)離心噴嘴霧化性能研究[D].南京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2016.Zhou Qingqing.Research ofNarrow DropletsSpectral Atomization Property of Centrifugal Nozzle in Low Volume Aviation Spray[D]. Nanjing: Chinese Academy of AgriculturalSciences,2016.(in Chinese with English abstract)

[56]高圓圓.無人直升機(UAV)低空低容量噴灑農(nóng)藥霧滴在禾本科作物冠層的沉積分布及防治效果研究[D].哈爾濱：東北農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.Gao Yuanyuan.Study on Distribution of Pesticide Droplets in Gramineous Crop Canopy and Control Effect Sprayed by Unmanned Aerial Vehicle(UAV)[D].Haerbin:Northeast Agricultural University,2013.(in Chinese with English abstract)

[57]Huang Y,Hoffmann W C,Lan Y,et al.Development of a spray system for an unmanned aerial vehicle platform[J].Applied Engineering in Agriculture,2009,25(6):803－809.

[58]Giles D K,Billing R,Anderson P G,et al.Unmanned aerial platforms for spraying:Deployment and performance[J].Aspects of Applied Biology,2014,122:64－69.

[59]武志明，王云崗，劉偉洪，等.一種植保無人機噴頭、雷達自動調(diào)節(jié)裝置及其使用方法：CN107037822A[P].2017-08-11.

[60]于海濤，李君興，董云哲，等.植保無人機噴霧性能綜合實驗臺設(shè)計[J].時代農(nóng)機，2016，43(9)：38.Yu Haitao,Li Junxing,Dong Yunzhe,et al.Plant protection design of UAV spray performance comprehensive experimental platform[J].Hunan Agricultural Machinery,2016,43(9):38.(in Chinese with English abstract)

[61]徐興，徐勝，劉永鑫，等.一種用于多旋翼無人施藥機的噴頭增穩(wěn)裝置及方法：CN103587688 A[P].2014-02-19.

[62]李繼宇，羅錫文，張鐵民，等.一種無人機作業(yè)飛行器用的伸縮裝置及其作業(yè)方法：CN103274053 B[P].2015-07-29.

[63]王飛，林勁，梁水，等.一種具有噴灑方向控制的植保無人機：CN205910593U[P].2017-01-25.

[64]宋堅利，劉亞佳，何雄奎，等.單旋翼植保無人機用農(nóng)藥噴灑系統(tǒng)：CN203946276U[P].2014-11-19.

[65]王森.單旋翼無人機航空施藥效果分析與試驗研究[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2016.

[66]張偉巍，楊克軍.淺談如何保證農(nóng)用飛機噴灑作業(yè)質(zhì)量[J].農(nóng)機質(zhì)量與監(jiān)督，2013(11)：24－26.

[67]呂曉蘭，傅錫敏，吳萍，等.我國果園風(fēng)送式噴霧技術(shù)研究現(xiàn)狀[C]//植保機械與施藥技術(shù)國際學(xué)術(shù)研討會.2010.

[68]張文星.槳葉弧面分布六旋翼的農(nóng)用植保無人機：CN105438455A[P].2016-03-30.

[69]梁建，薛新宇，周立新，等.移動式無人機農(nóng)用噴灑作業(yè)風(fēng)場測試設(shè)備及測試方法：CN101718615A[P].2010-06-02.

[70]薛新宇，屠康，蘭玉彬，等.無人機高濃度施藥對水稻品質(zhì)的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2013，44(12)：94－98.Xue Xinyu,Tu Kang,Lan Yubin,et al.Effects of pesticides aerial applications on rice quality[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2013,44(12):94－98.(in Chinese with English abstract)

[71]胡煉，周志艷，羅錫文，等.無人直升機風(fēng)場無線傳感器網(wǎng)絡(luò)測量系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2014，45(5)：221－226.Hu Lian,Zhou Zhiyan,Luo Xiwen,et al.Development and experimentofawirelesswind speed sensornetwork measurement system for unmanned helicopter[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2014,45(5):221－226.(in Chinese with English abstract)

[72]李繼宇，姚偉祥，林晉立，等.一種適用于無人機的立體風(fēng)場測量系統(tǒng)及其使用方法：CN201610973681.9[P].2017-05-17.

[73]李繼宇，林晉立，蘭玉彬，等.無人機旋翼下方風(fēng)場測量平臺及采用該平臺的風(fēng)場測量方法：CN201710151904.5[P].2017-08-18.

[74]李繼宇，黃聰，蘭玉彬，等.一種零點可調(diào)的動壓式風(fēng)速測量裝置：CN201610983366.4[P].2017-04-19

[75]蘭玉彬，劉琪，李繼宇，等.一種帶檢測功能的模擬無人機室外飛行環(huán)境的風(fēng)房：CN201611106776.7[P].2017-05-31.

[76]李誠龍.多旋翼無人機高空飛行穩(wěn)定控制問題研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2016.Li Chenglong.Flight Stability And Automatic Control of Multirotor UAVs in a Wide Range Task[D].Hangzhou:Zhejiang University,2016.(in Chinese with English abstract)

[77]楊璐鴻.縱列式六旋翼大載荷無人機氣動特性數(shù)值模擬及其優(yōu)化研究[D].長春：吉林大學(xué)，2015.Yang Luhong.Aerodynamic CharacteristicsNumerical Simulation and Optimization Research of Tandem Six-Rotor Large Loads UAV[D].Changchun:Jilin University,2015.(in Chinese with English abstract)

[78]李繼宇，朱長威.一種檢測旋翼無人機氣動特性的裝置及檢測方法：CN201710241797.8[P].2017-09-01.

[79]Lan Y,Hoffmann W C,Fritz B K,et al.Spray drift mitigation with spray mix adjuvants[J].Applied Engineering in Agriculture,2008,24(1):5－10.

[80]廖娟，臧英，周志艷，等.作物航空噴施作業(yè)質(zhì)量評價及參數(shù)優(yōu)選方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31(增刊2)：38－46.Liao Juan,Zang Ying,Zhou Zhiyan,et al.Quality evaluation method and optimization of operating parameters in crop aerial spraying technology[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(Supp.2):38－46.(in Chinese with English abstract)

[81]張京，何雄奎，宋堅利，等.無人駕駛直升機航空噴霧參數(shù)對霧滴沉積的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2012，43(12)：94－96.Zhang Jing,He Xiongkui,Song Jianli,et al.Influence of spraying parameters ofunmanned aircrafton droplets deposition[J].Transactionsofthe Chinese Society for Agricultural Machinery,2012,43(12):94－96.(in Chinese with English abstract)

[82]王昌陵，何雄奎，王瀟楠，等.無人植保機施藥霧滴空間質(zhì)量平衡測試方法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(11)：54－61.Wang Changling,He Xiongkui,Wang Xiaonan,etal.Testing method of spatial pesticide spraying deposition quality balance for unmanned aerial vehicle[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2016,32(11):54－61.(in Chinese with English abstract)

[83]王昌陵，宋堅利，何雄奎，等.植保無人機飛行參數(shù)對施藥霧滴沉積分布特性的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(23)：109－116.Wang Changling,Song Jianli,He Xiongkui,et al.Effect of flight parameters on distribution characteristics of pesticide spraying droplets deposition of plant-protection unmanned aerial vehicle[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(23):109－116.(in Chinese with English abstract)

[84]王俊偉，賈峰勇，張梁.3種旋翼無人機飛行作業(yè)參數(shù)測定及農(nóng)藥劑型比較[J].中國植保導(dǎo)刊，2014，34(增刊1)：55－58.

[85]許童羽，于豐華，曹英麗，等.粳稻多旋翼植保無人機霧滴沉積垂直分布研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(10)：101－107.Xu Tongyu,Yu Fenghua,Cao Yingli,etal.Vertical distribution of spray droplet deposition of plant protection multi rotor UAV for japonica rice[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(10):101－107.(in Chinese with English abstract)

[86]秦維彩，薛新宇，張宋超，等.基于響應(yīng)面法的P20型多旋翼無人機施藥參數(shù)優(yōu)化與試驗[J].江蘇大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2016，37(5)：548－555.Qin Weicai,Xue Xinyu,Zhang Songchao,et al.Optimization and test of spraying parameters for P20 multi rotor electric unmanned aerial vehicle based on response surface method[J].Journal of Jiangsu University:Natural Science Editions,2016,37(5):548－555.(in Chinese with English abstract)

[87]薛新宇.航空施藥技術(shù)應(yīng)用及對水稻品質(zhì)影響研究[D].南京：南京農(nóng)業(yè)大學(xué)，2013.Xue Xinyu.Applications ofModern Pesticide Aerial Application Technology and the Impact on Rice Quality[D].Nanjing:Nanjing Agricultural University,2013.(in Chinese with English abstract)

[88]陳盛德，蘭玉彬，李繼宇，等.小型無人直升機噴霧參數(shù)對雜交水稻冠層霧滴沉積分布的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報,2016，32(17)：40－46.Chen Shengde,Lan Yubin,Li Jiyu,et al.Effect of spray parameters of small unmanned helicopter on distribution regularity of droplet deposition in hybrid rice canopy[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2016,32(17):40－46.(in Chinese with English abstract)

[89]陳盛德，蘭玉彬，李繼宇，等.植保無人機航空噴施作業(yè)有效噴幅的評定與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(7)：82－90.Chen Shengde,Lan Yubin,Li Jiyu,et al.Evaluation and test of effective spraying width of aerial spraying on plant protection UAV[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(7):82－90.(in Chinese with English abstract)

[90]陳盛德，蘭玉彬，Bradley K F，等.多旋翼無人機旋翼下方風(fēng)場對航空噴施霧滴沉積的影響[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(8)：105-113.Chen Shengde,Lan Yubin,Bradley K F,et al.Effect of wind field below rotor on distribution of aerial spraying droplet deposition by using multi-rotor UAV[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(8):105－113.(in Chinese with English abstract)

[91]陳盛德，蘭玉彬，李繼宇，等.航空噴施與人工噴施方式對水稻施藥效果比較[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2017，38(4)：103－109.Chen Shengde,Lan Yubin,Li Jiyu,et al.Comparison of the pesticide effects of aerial and artificial spray applications for rice[J].Journal of South China Agricultural University,2017,38(4):103－109.(in Chinese with English abstract)

[92]Chen S D,Lan Y B,Li J Y,et al.Effect of wind field below unmanned helicopter on droplet deposition distribution of aerial spraying[J].International Journal of Agricultural&Biological Engineering,2017,10(3):67－77.

[93]蘭玉彬，陳盛德，姚偉祥，等.一種農(nóng)用無人機噴霧防漂移裝置及其使用方法：CN201610218229.1[P].2016-04-11.

[94]王瀟楠，何雄奎，王昌陵，等.油動單旋翼植保無人機霧滴飄移分布特性[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(1)：117-123.Wang Xiaonan,He Xiongkui,Wang Changling,et al.Spray drift characteristics of fuel powered single-rotor UAV for plant protection[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(1):117－123(in Chinese with English abstract)

[95]王瀟楠.農(nóng)藥霧滴飄移及減飄方法研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.Wang Xiaonan.Study on Spray Driftand Anti-drift Method[D].Beijing:China Agricultural University,2017.(in Chinese with English abstract)

[96]國家精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)航空中心 國家專項 地面與航空高工效施藥技術(shù)及智能化設(shè)[EB/OL][2017-10-20]http://npaac.scau.edu.cn/a/guoji.http://npaac.scau.edu.cn/a/guojiazhuanxiang/dimianyuhangkonggaogongxiaoshiy/

[97]常蕊.加強農(nóng)業(yè)工程科技創(chuàng)新推動農(nóng)業(yè)供給側(cè)改革：中國農(nóng)業(yè)工程學(xué)會2017年學(xué)術(shù)年會(CASE2017)在淄博市圓滿召開[J].農(nóng)業(yè)工程，2017，7(5):2.

[98]周良富，薛新宇，賈衛(wèi)東，等.CFD技術(shù)在果樹風(fēng)送噴霧中的應(yīng)用與前景分析[J].排灌機械工程學(xué)報，2014,32(9)：776－782.Zhou Liangfu,Xue Xinyu,Jia Weidong,et al.Application of CFD technology in air-assisted spraying in orchard and analysis of its prospects[J].Journal of Drainage and Irrigation Machinery Engin,2014,32(9):776－782.(in Chinese with English abstract)

[99]互動百科 禾本科 形態(tài)特征 [EB/OL].[2017-10-20]http://www.baike.com/wiki/禾本科

[100]李繼宇，周志艷，胡煉，等.單旋翼電動無人直升機輔助授粉作業(yè)參數(shù)優(yōu)選[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30(10)：10－17.Li Jiyu,Zhou Zhiyan,Hu Lian et al.Optimization of operation parameters for supplementary pollination in hybrid rice breeding using uniaxial single-rotor electric unmanned helicopter[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(10):10－17.(in Chinese with English abstract)

[101]李繼宇，周志艷，胡煉，等.圓形多軸多旋翼電動無人機輔助授粉作業(yè)參數(shù)優(yōu)選[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2014，30(11)：1-9.Li Jiyu,Zhou Zhiyan,Hu Lian,et al.Optimization of operation parameters for supplementary pollination in hybrid rice breeding using round multi-axis multi-rotor electric unmanned helicopter[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2014,30(11):1－9.(in Chinese with English abstract)

[102]李繼宇，周志艷，蘭玉彬，等.旋翼式無人機授粉作業(yè)冠層風(fēng)場分布規(guī)律[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31(3)：77－86.Li Jiyu,Zhou Zhiyan,Lan Yubin,et al.Distribution of canopy wind field produced by rotor unmanned aerial vehicle pollination operation[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(3):77－86.(in Chinese with English abstract)

[103]Li J Y,Lan Y B,Wang J W,et al.Distribution law of rice pollen in the wind field of small UAV[J].International Journal of Agricultural&Biological Engineering,2017,10(4):32－40.

[104]徐文彬，王軍鋒，聞建龍，等.大載荷植保無人直升機近地飛行流場模擬[J].江蘇大學(xué)學(xué)報：自然科學(xué)版，2017，38(6)：665-671.Xu Weibin,Wang Junfeng,Wen Jianlong,et al.Numerical simulation for downwash flow field of large-size plant protection unmanned helicopter hedgehopping[J].Journal of Jiangsu University:Natural Science Editions,2017,38(6):665－671.(in Chinese with English abstract)

[105]王軍鋒，徐文彬，聞建龍，等.大載荷植保無人直升機噴霧氣液兩相流動數(shù)值模擬[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(9)：62－69.Wang Junfeng,Xu Wenbin,Wen Jianlong,et al.Numerical simulation on gas-liquid phase flow of large-scale plant protection unmanned aerial vehicle spraying[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(9):62－69.(in Chinese with English abstract)

[106]王森.單旋翼無人機航空施藥效果分析與試驗研究[D].大慶：黑龍江八一農(nóng)墾大學(xué)，2016.

[107]李中秋，湯楚宙，王慧敏，等.氣流作用位置對雜交水稻制種氣力式授粉花粉分布的影響[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2012,28(增刊 2)：107－113.Li Zhongqiu,Tang Chuzhou,Wang Huimin,et al.Effects of location of airflow on pollen distribution for pneumatic pollination in hybrid rice breeding[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2012,28(Supp.2):107－113.(in Chinese with English abstract)

[108]王景旭，祁力鈞，夏前錦.靶標(biāo)周圍流場對風(fēng)送噴霧霧滴沉積影響的CFD模擬及驗證[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015,31(11)：46－53.Wang Jingxu,Qi Lijun,Xia Qianjin.CFD simulation and validation of trajectory and deposition behavior of droplets around target affected by air flow field in greenhouse[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(11):46－53.(in Chinese with English abstract)

[109]王志強，郝志強，劉鳳之，等.氣力霧化風(fēng)送式果園靜電彌霧機的研制與試驗[J].果樹學(xué)報，2017(9)：1161－1169.

[110]董祥.植保機械噴頭霧滴撞擊植物葉面過程試驗測試及仿真研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)機械化科學(xué)研究院，2013.Dong Xiang.SystematicInvestigation of3-dimentional Spray Droplet Impaction on Leaf Surfaces[D].Beijing:Chinese Academy of Agricultural Mechanization Sciences,2013.(in Chinese with English abstract)

[111]張鐵，董祥，尹素珍，等.輕便型高地隙噴桿噴霧機大豆田間施藥試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2016，47(增刊)：182-188.Zhang Tie,Dong Xiang,Yin Suzhen,et al.Spraying performance of lightweight high clearance boom sprayer in soybean field[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2016,47(supp):182－188.(in Chinese with English abstract)

[112]張瑞瑞，陳立平，蘭玉彬，等.航空施藥中霧滴沉積傳感器系統(tǒng)設(shè)計與實驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2014，45(8)：123－127.Zhang Ruirui,Chen Liping,Lan Yubin,et al.Development of a deposit sensing system for aerial spraying application[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2014,45(8):123－127.(in Chinese with English abstract)

[113]張瑞瑞，文瑤，伊銅川，等.航空施藥霧滴沉積特性光譜分析檢測系統(tǒng)研發(fā)與應(yīng)用[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(24)：80－87.Zhang Ruirui,Wen Yao,Yi Tongchuan,et al.Development and application of aerial spray droplets deposition performance measurement system based on spectral analysis technology[J].Transactionsofthe Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(24):80－87.(in Chinese with English abstract)

[114]蔡坤，蘭玉彬，李繼宇，等.一種農(nóng)藥霧滴沉積與蒸發(fā)檢測裝置及方法：CN106442235A[P].2017-02-22.

[115]李繼宇，高澤鋒，蘭玉彬，等.一種田間顆粒物作業(yè)參數(shù)實時檢測裝置及其方法：CN201610247643.5[P].2016-09-21.

[116]吳亞壘，祁力鈞，張亞，等.基于駐波率原理的農(nóng)藥霧滴沉積量檢測系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(15)：64－71.Wu Yalei,Qi Lijun,Zhang Ya,et al.Design and experiment of pesticide droplet deposition detection system based on principle of standing wave,ratio[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(15):64－71.(in Chinese with English abstract)

[117]周曉欣，霧滴蒸發(fā)規(guī)律的探索及幾種航空噴霧助劑的評價[D].沈陽：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.Zhou Xiaoxin.Droplets Evaporation Rule of Exploration and Evaluation of Several Aviation Spray Adjuvants[D].Shenyang:Shenyang AgriculturalUniversity,2017.(in Chinese with English abstract)

[118]楊帥.無人機低空噴霧霧滴在作物冠層的沉積分布規(guī)律及防治效果研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院，2014.Yang Shuai.Spray Droplet Deposition and Distribution Inside Crop Canopy and Control Efficiency Applied by Unmanned Aerial Vehicle[D].Beijing:Chinese Academy of AgriculturalSciences,2014.(in Chinese with English abstract)

[119]Fai?al B S,Pessin G,Filho G P R,et al.Exploiting Evolution on UAV Control Rules for Spraying Pesticides on Crop Fields[M].Engineering Applications of Neural Networks.Springer International Publishing,2014:49－58.

[120]李繼宇，張鐵民，彭孝東，等.四旋翼飛行器農(nóng)田位置信息采集平臺設(shè)計與實驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2013，44(5)：202－206.Li Jiyu,Zhang Tiemin,Peng Xiaodong,et al.Collection platform of field location information based on four-rotor aircraft[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2013,44(5):202－206.(in Chinese with English abstract)

[121]廖懿華，張鐵民，蘭玉彬.農(nóng)田信息采集用多旋翼無人機姿態(tài)穩(wěn)定控制系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(3)：88－98.Liao Yihua,Zhang Tiemin,Lan Yubin.Design and test of attitude stabilization control system of multi-rotor unmanned aerial vehicle applied in farmland information acquisition[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(3):88－98.(in Chinese with English abstract)

[122]劉浩蓬.植保四軸無人飛行器關(guān)鍵技術(shù)研究[D].武漢：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)，2015.Liu Haopeng.Key TechnologiesofEppo Unmanned Quadrocopter[D].Wuhan:Huazhong Agricultural University,2015.(in Chinese with English abstract)

[123]孫策，董立志，丁寧，等.基于ARM9的無人機農(nóng)業(yè)植保作業(yè)系統(tǒng)[J].金田，2015(3)：465.

[124]蔡紅專，牟濤，劉靜超，等.一種農(nóng)用噴灑無人機飛控系統(tǒng)的設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2015(17)：41－42.

[125]李永偉，王紅飛.六旋翼植保無人機模糊自適應(yīng)PID控制[J].河北科技大學(xué)學(xué)報，2017，38(1)：59－65.Li Yongwei,Wang Hongfei.Fuzzy adaptive PID control for six rotor eppo UAV[J].Journal of Hebei University of Science and Technology,2017,38(1):59－65.(in Chinese with English abstract)

[126]丁力，馬瑞，單文桃，等.小型無人直升機航向線性自抗擾控制[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(5)：22－27.Ding Li,Ma Rui,Shan Wentao,etal.Linear active disturbance rejection control for yaw channel of small-scale unmanned helicopter[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(5):22－27.(in Chinese with English abstract)

[127]牟濤.Pixhawk飛控技術(shù)在植保無人機上的應(yīng)用與實踐[D].西安：西京學(xué)院，2017.Mou Tao.Application and Practice of Pixhawk Flight Control Technology in Plant Protection UAV[D].Xi’an:Xijing University,2017.(in Chinese with English abstract)

[128]蔣彪.基于Pixhawk的植保無人機控制系統(tǒng)研究[D].武漢：湖北工業(yè)大學(xué)，2017.Jiang Biao.Research of Control System for Plant Protection Unmanned Aerial Vehicle based on Pixhawk[D].Wuhan:Hubei University of Technology,2017.(in Chinese with English abstract)

[129]苑進，劉雪美，陳榮康，等.一種驅(qū)動解耦植保無人機的控制系統(tǒng)及控制方法：CN104407586A[P].2015-03-11.

[130]苑進，劉雪美，陳榮康，等.一種植保無人機專用飛控系統(tǒng)：CN204270115U[P].2015-04-15.

[131]盧致輝，屈黨行.一種基于植保無人機超聲波可控定高作業(yè)系統(tǒng)：CN204536909U[P].2015-08-05.

[132]龍文，陳洋，吳懷宇，等.變載荷下六旋翼無人機高度控制[J].傳感技術(shù)學(xué)報，2017，30(7)：1125－1130.Long Wen,Chen Yang,Wu Huaiyu,et al.Altitude control of six rotor UAVs with variable load[J].Chinese Journal of Sensors and Actuators,2017,30(7):1125－1130.(in Chinese with English abstract)

[133]袁玉敏.農(nóng)業(yè)植保無人機高精度定位系統(tǒng)研究與設(shè)計：基于GPS和GPRS[J].農(nóng)機化研究，2016，38(12)：227－231.Yuan Yumin.Research and design ofhigh-precision positioning system for agricultural plant protection UAV-based on GPS and GPRS[J].Journal of Agricultural Mechanization Research,2016 28(12):227－231.(in Chinese with English abstract)

[134]盧璐，耿長江，邊玥，等.基于RTK的BDS在農(nóng)業(yè)植保無人直升機中的應(yīng)用[C]//中國衛(wèi)星導(dǎo)航學(xué)術(shù)年會.2017.

[135]張昆，張鐵民，廖貽泳，等.基于Labview的無人機飛行狀態(tài)實時監(jiān)測評估系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(18)：183－189.Zhang Kun,Zhang Tiemin,Liao Yiyong,et al.UAV flight status real-time monitoring evaluation system based on Labview[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2016,32(18):183－189.(in Chinese with English abstract)

[136]楊澤，鄭立華，李民贊，等.基于Django的植保無人機飛行監(jiān)視系統(tǒng)[J].農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)信息，2016(9)：41－47.Yang Ze,Zheng Lihua,Li Minzan,et al.A monitoring system of UAVs for plant protecting based on django[J].Agriculture Network Information,2016(9):41－47.(in Chinese with English abstract)

[137]張遜遜，許宏科，朱旭.低空低速植保無人直升機避障控制系統(tǒng)設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2016，32(2)：43－50.Zhang Xunxun,Xu Hongke,Zhu Xu.Design of obstacle avoidance control system for low altitude and low speed eppo unmanned helicopter[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2016,32(2):43－50.(in Chinese with English abstract)

[138]肖儒亮.植保無人機避障技術(shù)應(yīng)用研究[D].西安：西京學(xué)院，2017.Xiao Ruliang.Application and Research of Avoidance Technology about Crop Protection UAV[D].Xi’an:Xijing University,2017.(in Chinese with English abstract)

[139]Zhu H,Lan Y,Wu W,et al.Development of a PWM precision spraying controller for unmanned aerial vehicles[J].Journal of Bionic Engineering,2010,7(3):276－283.

[140]Xue X,Lan Y,Sun Z,et al.Develop an unmanned aerial vehicle based automatic aerial spraying system[J].Computers&Electronics in Agriculture,2016,128:58-66.

[141]王大帥，張俊雄，李偉，等.植保無人機動態(tài)變量施藥系統(tǒng)設(shè)計與試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(5)：86-93.Wang Dashuai,Zhang Junxiong,Li Wei,et al.Design and test of dynamic variable spraying system of plant protection UAV[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(5):86－93.(in Chinese with English abstract)

[142]李偉，王大帥，張俊雄，等.一種植保無人機智能施藥系統(tǒng)：CN205661666U[P].2016-10-26.

[143]彭斌，黎登峰.噴灑控制裝置、噴灑系統(tǒng)和植保無人機：CN205509903U[P].2016-08-24.

[144]黃海，沈建平.一種無人機噴灑農(nóng)藥的作業(yè)方法：CN102591302A[P].2012-07-18.

[145]徐旻，陳立平，張瑞瑞，等.基于流量動態(tài)預(yù)測的無人機噴灑控制系統(tǒng)及方法：CN 105947216A[P].2016-09-21.

[146]王繼環(huán)，趙春江，王秀，等.一種模擬旋翼飛機農(nóng)藥靜電噴灑沉積裝置的設(shè)計與試驗[J].農(nóng)機化研究，2016，38(1)：95－100.Wang Jihuan,Zhao Chunjiang,Wang Xiu,et al.Design and test of an analog rotorcraft electrostatic spraying pesticide deposition apparatus[J]. Journal of Agricultural Mechanization Research,2016,38(1):95－100.(in Chinese with English abstract)

[147]蘭玉彬，姚偉祥，王林琳，等.一種適用于無人機的變量噴施系統(tǒng)：CN201610973668.3[P].2017-05-17.

[148]蘭玉彬，陳盛德，劉琪，等.一種農(nóng)用無人機噴施系統(tǒng)自動調(diào)節(jié)裝置及調(diào)節(jié)方法：CN201610673650.1[P].2016-11-09.

[149]王玲，蘭玉彬，Clint Hoffmann W，等.微型無人機低空變量噴藥系統(tǒng)設(shè)計與霧滴沉積規(guī)律研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2016，47(1)：15－22.Wang Ling,Lan Yubin,Clint Hoffmann W,et al.Design of variable spraying system and influencing factors on droplets deposition of small UAV[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2016,47(1):15－22.(in Chinese with English abstract)

[150]王玲.多旋翼植保無人機低空霧滴沉積規(guī)律及變量噴施測控技術(shù)[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.Wang Ling.Research on Low-Attitude Droplets Deposition and Technology of Variable Spraying Measurement and ControlSystem based on Multi-rotorCrop Protection UAV[D].Beijing:China Agricultural University,2017.(in Chinese with English abstract)

[151]Fai?al B S,Costa F G,Pessin G,et al.The use of unmanned aerial vehicles and wireless sensor networks for spraying pesticides[J].Journal of Systems Architecture,2014,60(4):393－404.

[152]Costa F G,Ueyama J,Braun T,et al.The use of unmanned aerial vehicles and wireless sensor network in agricultural applications[C]// Geoscience and Remote Sensing Symposium.IEEE,2012:5045－5048.

[153]Heimfarth T,Araujo J P D.Using unmanned aerial vehicle to connect disjoint segments of wireless sensor network[C]//IEEE,International Conference on Advanced Information Networking and Applications.IEEE Computer Society,2014:907－914.

[154]Wang Z,Lan Y,Clint H W,et al.Low altitude and multiple helicopter formation in precision aerial agriculture[C]//2013 Kansas City,Missouri,July 21－July 24,2013.

[155]彭孝東，張鐵民，李繼宇，等.基于目視遙控的無人機直線飛行與航線作業(yè)試驗[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2014，45(11)：258－263.Peng Xiaodong,Zhang Tiemin,Li Jiyu,et al.Experiment of straight and airline flight operation for farmland based on UAV in visual remote mode[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2014,45(11):258－263.(in Chinese with English abstract)

[156]王林惠，甘海明，岳學(xué)軍，等.基于圖像識別的無人機精準(zhǔn)噴霧控制系統(tǒng)的研究[J].華南農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報，2016，37(6)：23－30.Wang Linhui,Gan Haiming,Yue Xuejun,et al.Design of a precision spraying control system with unmanned aerial vehicle based on image recognition[J].Journal of South China Agricultural University,2016,37(6):23－30.(in Chinese with English abstract)

[157]徐博，陳立平，譚彧，等.基于無人機航向的不規(guī)則區(qū)域作業(yè)航線規(guī)劃算法與驗證[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2015，31(23)：173－178.Xu Bo,Chen Liping,Tan Yu,et al.Route planning algorithm and verification based on UAV operation path angle in irregular area[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2015,31(23):173－178.(in Chinese with English abstract)

[158]徐博，陳立平，譚彧，等.多架次作業(yè)植保無人機最小能耗航跡規(guī)劃算法研究[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2015，46(11)：:36－42.Xu Bo,Chen Liping,Tan Yu,et al.Path planning based on minimum energy consumption for plant protection UAVs in Sorties[J]. Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2015,46(11):36－42.(in Chinese with English abstract)

[159]徐博.植保無人機航線規(guī)劃方法研究[D].北京：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)，2017.Xu Bo.Research on Route Planning for Plant Protection Unmanned Aerial Vehicles[D].Beijing:China Agricultural University,2017.(in Chinese with English abstract)

[160]徐博，陳立平，徐旻，等.多作業(yè)區(qū)域植保無人機航線規(guī)劃算法[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(2)：75－81.Xu Bo,Chen Liping,Xu Min,et al.Path planning algorithm for plant protection UAVs in multiple operation areas[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(2):75－81.(in Chinese with English abstract)

[161]張喜海，于嘯，魏曉莉，等.一種基于無線傳感器網(wǎng)絡(luò)的植保無人機噴施作業(yè)方法：CN103950540A[P].2014-07-30.

[162]張喜海，范成國，房俊龍,等.農(nóng)用植保無人機來回往復(fù)噴施過程中的轉(zhuǎn)彎路徑飛行控制方法、裝置及無人機：:CN107065919A[P].2017-08-18.

[163]王宇，陳海濤，李煜，等.基于Grid-GSA算法的植保無人機路徑規(guī)劃方法[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2017，48(7)：29－37.Wang Yu,Chen Haitao,Li Yu,et al.Path planning method based on Grid-GSA for plant protection UAV[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2017,48(7):29－37.(in Chinese with English abstract)

[164]楊澤，鄭立華，李民贊，等.基于射線檢測算法的無人機植保作業(yè)電子圍欄設(shè)計[J].農(nóng)業(yè)機械學(xué)報，2016，47(增刊1)：442－448.Yang Ze,Zheng Lihua,Li Minzan,et al.Design of electronic fence of UAV for plant protection assignment based on ray method[J].Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery,2016,47(Supp.1):442－448.(in Chinese with English abstract)

[165]楊澤，鄭立華，李民贊，等.基于R樹空間索引的植保無人機與植保作業(yè)匹配算法[J].農(nóng)業(yè)工程學(xué)報，2017，33(增刊 1)：92－98.Yang Ze,Zheng Lihua,Li Minzan,et al.Matching algorithm for plant protecting unmanned aerial vehicles and plant protecting jobs based on R-tree spatial index[J].Transactions of the Chinese Society of Agricultural Engineering(Transactions of the CSAE),2017,33(Supp.1):92－98.(in Chinese with English abstract)

[166]肖儒亮，何景峰，張廣楨.農(nóng)用無人機噴灑系統(tǒng)研究[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù)，2016，36(5)：71－72.

[167]張茂林.面向梯田環(huán)境的四旋翼飛行器路徑規(guī)劃與跟蹤控制研究[D].深圳：深圳大學(xué)，2016.Zhang Maolin.Research on Path Planning and Tracking ControlofQuad RotorforTerracesEnvironment[D].Shenzhen:Shenzhen University,2016.(in Chinese with English abstract)

[168]黃歡，蘇琦.農(nóng)業(yè)無人機領(lǐng)域中國專利申請態(tài)勢分析[J].現(xiàn)代農(nóng)業(yè)科技，2016(13)：347－348.

[169]國家自然科學(xué)基金委員會科學(xué)基金網(wǎng)絡(luò)信息系統(tǒng)項目綜合查詢 [EB/OL].https://isisn.nsfc.gov.cn/egrantindex/funcindex/prjsearch-list

[170]楊晶，張穎達.極飛農(nóng)業(yè)引領(lǐng)植保無人機行業(yè)發(fā)展[J].農(nóng)機市場，2016(4)：38－39.