无人机应用技术（应用无人机技术就业前景）

植保工作是农业稳产高产的基础性工作，也是农业生 产的重要工作项目，随着农业生产的集约化经营增多，农业生产的规模不断扩大，对农业植保作业的能力提出了更 高的要求。传统的农业生产植保工作多通过人力喷雾或 背负式的半自动喷药机进行喷雾植保，而这种喷雾植保的 作业形式并不适用于大面积农田的作业使用，采用人工对大面积农田进行植保作业不仅效率低下，还容易发生中毒 等人身安全事故。近年来我国的植保机具水平得到了大幅度提升，轮式植保机具应用逐渐增多，与此同时，多旋翼无人机植保作业也以新的形式出现在农业生产之中，使农业植保作业变得更为智能与灵活，且作业效率和质量都得到了显著提升。

1、植保无人机应用特点和不足

1. 1 应用优势

多旋翼植保无人机采用专业飞手远程操控的方式进 作业，与传统的轮式植保机械作业相比，具有独特的技术优势。

（1）作业灵活性好。首先植保无人机的体积小巧，在 田间运输转移十分方便，且作业时因采用飞行的方式植 保，因此可以不受山地、丘陵、水田等不利地形的影响，对不同情况的地势通过不同的作业方案和自适应能力能够 实现良好的作业效果。

（2）植保作业效率高。在使用植保无人机作业时，由 于其自动化程度高，只需通过前期对农田的定位和勘测， 即可形成合理的自动化作业方案，无人机会结合 GPS 技 术和传感器技术自动按照预定路线进行喷施，作业过程不需要人工干预。当无人机缺少农药或电量不足时，其能够 实现自动返航，在补充农药或更换电池后无人机应用技术，可自动回到之 前工作位置继续作业，满足断点续喷的作业要求，不易出 现漏喷或重喷的作业质量问题。据统计，优质的无人机植 保作业效率可达到人工作业的 60 倍以上。

（4）节能环保效果好。采用植保无人机作业利用高 雾化喷头和高植保能力，能显著降低农药和水的使用量， 减少作业过程对农作物产生药害和对环境产生污染的可 能性；同时，植保无人机作业相对于传统轮式机具作业更 节能，且不会对植株产生碾压等破坏问题，有利于保护农 作物正常的生长状态。

（5）有利于保护作业人员的人身安全。由于采用远程遥控的方式进行作业，在实际的植保范围内并没有工作 人员参与，这种远离工作区的遥控作业方式，能有效避免 植保人员受到农药中毒等危害，同时，自动化作业的形式 也能减少辅助人员的参与数量。

1. 2 应用中的不足

尽管近年来我国的植保无人机技术取得了较快的发 展，但是前期的技术开发多以参考国外的成熟机型为主， 自主核心技术仍处于缺乏的状态，导致无人机植保在实际应用过程中仍存在较多的问题。

（1）缺乏规范的农艺技术标准与植保技术相配套。 由于在植保作业过程中没有规范的标准约束，在实际作业 中常存在着农药喷洒超量、农药喷洒不均匀、作业中药雾 飘移散失等问题，同时由于没有对操作的规范性要求，飞 手在实际操作时缺乏统一的作业流程、速度控制、飞防技 术等标准化的参考，不利于形成规范统一的科学作业 效果。

（2）专用药剂的研发相对滞后。植保无人机作业时 所使用的药剂与传统的轮式植保机械存在较大差别，植保 无人机所携带的农药通常要求密度高、易于雾化、附着性 好、耐于水、耐蒸发等特点，而现阶段农药生产企业并没有 重点针对无人机植保进行产品开发，致使无人机在植保作 业中仍采用普通高浓度农药进行作业，在一定程度上影响 了植保能力的发挥。

（3）没有形成系统的操作人员培训体系。现阶段对 植保无人机的使用只能依靠专业的无人机飞手进行操作， 导致农民个人购买无人机后操作技能不足，很难实现自主 作业，即使经过生产厂家的技术培训，以我国农民的学习 能力仍很难达到专业飞手的技术要求，导致个人使用植保 无人机作业的效果不佳。

2 植保无人机变量施药技术的实施

随着精确喷药理念在农业植保工作中应用与普及，很 多先进的植保技术被应用于农业生产中，例如变量喷药技 术、静电喷雾技术、对靶喷雾技术等。植保无人机作为先 进的智能植保机具，将其与变量喷药技术进行有机融合， 能有效提高其植保能力，减少植保过程中产生的资源浪费 与环境污染。

2. 1 变量喷药的雾化要求 农业生产植保作业过程是十分复杂的无人机应用技术，针对农作物不 同生长期的病虫害预防，以及对已经发生的不同病虫害进 行治疗，所采用的喷雾技术均存在较大差异。通常情况 下，按照最合理的喷药作业技术需求，对雾化喷头所喷出 的雾滴的适用情况进行总结，具体应用情况及雾滴细化直 径如下表所示。

2. 2 变量喷药技术的实施方法 变量喷药技术是一项智能化的自动调节的喷药技术， 它能够根据无人机的飞行速度、杂草病虫害严重程度、自 然条件的变化等因素自动调整药液喷出的压力、雾化程度 和流量，其主要的变量控制方法包括以下三大类：

（1）传统的压力变化控制法。根据无人机上所配备 的多种传感器对环境进行感知后，能够自动形成植保方 案，能够自动匹配作业速度和环境变化等因素。利用无人 机喷药系统中的减压阀调整喷头位置的压力与流量，以满 足改变喷药量的功能需求。

（2）滞环控制法。通过在作业时设计合理的变量范 围，通常的变量范围设置在 0. 9 ~ 1. 1 之间，当喷药量小于 0. 9 时，系统自动调整压力使喷药量增加，当喷药量超过 1. 1 时，系统自动调整减小喷药量，以此避免产生喷药量 不足或喷药过度产生药害等问题。

（3）智能控制法。这种方法结合了数学计算与经验 分析能够将实时的喷药压力与环境因素等变量进行对比， 还可以结合 GPS 系统和 GIS 系统对电液比例阀进行控制， 不仅能够保证喷药过程中的稳定性，还能针对病害的严重 与否智能调整药量，以满足植保作业的最佳化要求。

植保无人机在农业上的应用已经展现出明显的技术优势，也受到了广大农业经营者的认可与使用，但无人机 技术要想得到近一步的优化与提升，还必须接受农业生产 更长久的实践与机械性能结构的不断优化。这要求植保 无人机具备更强的普及性和使用率，这需要农业主管部门 对无人机行业给予更好的政策支持，通过购置补贴和农机 推广等方式，促进农用植保无人机的广泛使用，以便于在 实践中优化技术能力，使我国的农业植保的机械化作业更 加高效与智能。