适用于大田作物监测领域的低空遥感技术研究

　　【摘 要】论文依托吉林省智慧农业工程中心和数字农业学科，探索与实践一种农业低空遥感系统，达到设计成本低、操作简易的目标。论文阐述了低空遥感系统的功能需求、结构设计、实施方案，详细描述了系统平台子系统硬件选型方案、平台自由度控制方法，强调了串级PID控制对控制实时性、准确性的重要作用。项目产品在数字农业企业测评与试用，课题技术已经细分成大学生教学案例及学业评价指标。

　　【关键词】四旋翼飞行器;监测;低空遥感

　　1 引言

　　吉林农业科技学院在2015年获得吉林省教育厅审批的吉林省智慧农业工程研究中心，在2018年获得吉林省数字农业交叉学科。依托智慧农业工程中心和数字农业学科，研究服务农业现代化和乡村振兴相关技术，特别是农业低空遥感、农业物联网、农村电商、农业大数据分析等内容。智慧农业工程研究中心在农业低空遥感技术方向，采用四旋翼飞行器作为移动平台，机载传感器作为数据监测装置设备，进行应用型研究。

　　吉林农业科技学院的办学定位是努力建设一流应用型本科高等学校，积极推进以科研助力教学改革。智慧农业工程研究中心也在此方向作出重大贡献。积极地将农业低空遥感技术及应用案例转化为教学用例，提高学生的创新创意创业意识，促进应用型教学改革的落地。并且为应用型大學的学生学业评价，提供新的参考指标。

　　2020年第8号台风“巴威”、第9号台风“美莎克”和台风“海神”先后影响东北地区，造成大田农作物的大面积倒伏，旋翼无人机灾后测产起到很关键的作用。项目实践与探索一种农业低空遥感系统，达到成本低、操作简易的目标，适合在农业农村大田耕作期间使用，可以在检测农田环境、预警作物病虫害、预估灾后产量、预警秸秆焚烧等领域应用。

　　2 系统功能分析

　　农业低空遥感系统通常采用四旋翼飞行器作为大田物理环境空间的移动平台，机载传感器作为数据监测装置设备，机载通信设备作为数据传送通道。农业低空遥感系统节点可以抽象成为一个可以在大田作物生长的三维物理空间任意移动的质点，该点可以收集周围环境信息并可以将信息发送回数据处理监测中心。

　　从农业低空遥感系统功能实现的角度分析，本文着重强调系统节点的稳定性和监测物理环境参数的精确性。本文着重强调的系统节点稳定性，也就是四旋翼飞行器作为大田物理环境空间的移动平台的稳定性。四旋翼飞行器是输入四驱动和输出六自由度的欠驱系统，因此，保证飞行器稳定性是研究难点，包括飞行器的上升下降、前行后退、左右移动、横滚、俯仰、偏航行为的稳定性。同时，智能型、自主型四旋翼飞行器还包括躲避障碍物、循迹边界、空间定位等辅助功能。本文着重强调的监测物理环境参数的精确性，也就是可以测量节点周围环境的光照度、温度、湿度、气体浓度以及作物生长的图片、视频、光谱信息。

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文章名称： 适用于大田作物监测领域的低空遥感技术研究

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