【摘 要】論文依托吉林省智慧農(nóng)業(yè)工程中心和數(shù)字農(nóng)業(yè)學(xué)科，探索與實(shí)踐一種農(nóng)業(yè)低空遙感系統(tǒng)，達(dá)到設(shè)計(jì)成本低、操作簡(jiǎn)易的目標(biāo)。論文闡述了低空遙感系統(tǒng)的功能需求、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、實(shí)施方案，詳細(xì)描述了系統(tǒng)平臺(tái)子系統(tǒng)硬件選型方案、平臺(tái)自由度控制方法，強(qiáng)調(diào)了串級(jí)PID控制對(duì)控制實(shí)時(shí)性、準(zhǔn)確性的重要作用。項(xiàng)目產(chǎn)品在數(shù)字農(nóng)業(yè)企業(yè)測(cè)評(píng)與試用，課題技術(shù)已經(jīng)細(xì)分成大學(xué)生教學(xué)案例及學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)指標(biāo)。

　　【關(guān)鍵詞】四旋翼飛行器;監(jiān)測(cè);低空遙感

　　1 引言

　　吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院在2015年獲得吉林省教育廳審批的吉林省智慧農(nóng)業(yè)工程研究中心，在2018年獲得吉林省數(shù)字農(nóng)業(yè)交叉學(xué)科。依托智慧農(nóng)業(yè)工程中心和數(shù)字農(nóng)業(yè)學(xué)科，研究服務(wù)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化和鄉(xiāng)村振興相關(guān)技術(shù)，特別是農(nóng)業(yè)低空遙感、農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)、農(nóng)村電商、農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)分析等內(nèi)容。智慧農(nóng)業(yè)工程研究中心在農(nóng)業(yè)低空遙感技術(shù)方向，采用四旋翼飛行器作為移動(dòng)平臺(tái)，機(jī)載傳感器作為數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)備，進(jìn)行應(yīng)用型研究。

　　吉林農(nóng)業(yè)科技學(xué)院的辦學(xué)定位是努力建設(shè)一流應(yīng)用型本科高等學(xué)校，積極推進(jìn)以科研助力教學(xué)改革。智慧農(nóng)業(yè)工程研究中心也在此方向作出重大貢獻(xiàn)。積極地將農(nóng)業(yè)低空遙感技術(shù)及應(yīng)用案例轉(zhuǎn)化為教學(xué)用例，提高學(xué)生的創(chuàng)新創(chuàng)意創(chuàng)業(yè)意識(shí)，促進(jìn)應(yīng)用型教學(xué)改革的落地。并且為應(yīng)用型大學(xué)的學(xué)生學(xué)業(yè)評(píng)價(jià)，提供新的參考指標(biāo)。

　　2020年第8號(hào)臺(tái)風(fēng)“巴威”、第9號(hào)臺(tái)風(fēng)“美莎克”和臺(tái)風(fēng)“海神”先后影響東北地區(qū)，造成大田農(nóng)作物的大面積倒伏，旋翼無(wú)人機(jī)災(zāi)后測(cè)產(chǎn)起到很關(guān)鍵的作用。項(xiàng)目實(shí)踐與探索一種農(nóng)業(yè)低空遙感系統(tǒng)，達(dá)到成本低、操作簡(jiǎn)易的目標(biāo)，適合在農(nóng)業(yè)農(nóng)村大田耕作期間使用，可以在檢測(cè)農(nóng)田環(huán)境、預(yù)警作物病蟲(chóng)害、預(yù)估災(zāi)后產(chǎn)量、預(yù)警秸稈焚燒等領(lǐng)域應(yīng)用。

　　2 系統(tǒng)功能分析

　　農(nóng)業(yè)低空遙感系統(tǒng)通常采用四旋翼飛行器作為大田物理環(huán)境空間的移動(dòng)平臺(tái)，機(jī)載傳感器作為數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)裝置設(shè)備，機(jī)載通信設(shè)備作為數(shù)據(jù)傳送通道。農(nóng)業(yè)低空遙感系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)可以抽象成為一個(gè)可以在大田作物生長(zhǎng)的三維物理空間任意移動(dòng)的質(zhì)點(diǎn)，該點(diǎn)可以收集周?chē)h(huán)境信息并可以將信息發(fā)送回?cái)?shù)據(jù)處理監(jiān)測(cè)中心。

　　從農(nóng)業(yè)低空遙感系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)的角度分析，本文著重強(qiáng)調(diào)系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)的穩(wěn)定性和監(jiān)測(cè)物理環(huán)境參數(shù)的精確性。本文著重強(qiáng)調(diào)的系統(tǒng)節(jié)點(diǎn)穩(wěn)定性，也就是四旋翼飛行器作為大田物理環(huán)境空間的移動(dòng)平臺(tái)的穩(wěn)定性。四旋翼飛行器是輸入四驅(qū)動(dòng)和輸出六自由度的欠驅(qū)系統(tǒng)，因此，保證飛行器穩(wěn)定性是研究難點(diǎn)，包括飛行器的上升下降、前行后退、左右移動(dòng)、橫滾、俯仰、偏航行為的穩(wěn)定性。同時(shí)，智能型、自主型四旋翼飛行器還包括躲避障礙物、循跡邊界、空間定位等輔助功能。本文著重強(qiáng)調(diào)的監(jiān)測(cè)物理環(huán)境參數(shù)的精確性，也就是可以測(cè)量節(jié)點(diǎn)周?chē)h(huán)境的光照度、溫度、濕度、氣體濃度以及作物生長(zhǎng)的圖片、視頻、光譜信息。

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