无人机植保技术 第2版 课件 第4章　无人机植保飞防安全作业模 77

无人机飞防作业特点主讲人：赵中营时间：2025目录01无人机作业特点和效率02无人机作业安全CONTENTS无人机作业特点和效率PART01低容量喷洒方式农业无人机采用低容量喷洒方式，药液稀释比例小。传统人工背负式打药机每亩用水量20至30升，而无人机每亩仅需0.6至2升。低用水量降低水资源消耗，减少作业人员负担，药液更均匀分布于作物表面，提高喷洒效率。药液浓度与雾滴大小无人机药液浓度高，稀释比例1:10至1:50，高于人工背负式打药机的1:200至1:500。雾滴大小80至250微米，小于人工喷洒设备的250至500微米，更易覆盖作物表面，但需注意风速影响。自动化与灵活性无人机通过自动化控制和精准导航技术，减少重喷和漏喷，根据地形、风速和作物生长情况自动调整喷洒路径和药量。适用于大面积平原农田、复杂地形、丘陵山区以及果园、茶园等精细作业场景，应用范围广泛。基本特点推进农业现代化无人机飞防作业满足大面积农田病虫草害防治需求，快速覆盖区域，降低经济损失。随着农村土地流转和耕地集中度提高，无人机成为现代农业生产的重要工具。经济效益无人机初始购置费用高，但长期使用中，高效作业能力和低维护成本降低了每亩作业成本。精准喷洒技术减少药剂和水资源消耗，进一步降低成本。高效作业能力多旋翼农业无人机作业效率高，是人工作业速度的50倍以上，单日作业面积可达150至600亩。平原地区作业效率更高，南方丘陵地区虽受地形影响，但技术进步使其仍保持较高效率。无人机飞防作业效率无人机作业安全PART02降低中毒风险传统人工施药易发生中毒，每年约300万人中毒，其中约2000人死亡。无人机作业使人员远离作业区域，降低中毒风险，保障作业人员安全。环境保护无人机作业减少药剂残留对环境的二次污染，保护农田生态系统健康与可持续发展。安全优势漂移与蒸发问题无人机飞行速度快、雾滴小，易受风速影响漂移，需在三级风以下作业。高温条件下雾滴易蒸发，影响药效，应避免在高温、高光照条件下作业。社会效益无人机飞防作业缓解农忙季节劳动力压力，推动农业现代化，为农村经济发展带来新机遇。实际案例表明，无人机技术正在改变传统农业生产方式，推动农业向高效、环保和智能化方向发展。0102潜在风险与应对图4-1农田亩用药（水）量对比图图片谢谢大家主讲人：赵中营时间：2025无人机飞防作业模式主讲人：赵中营时间：2025飞防作业模式概述01手动作业模式02AB点作业模式03航线规划作业模式04目录CONTENT三种作业模式对比05复杂地形与夜间作业06飞防作业模式概述PART01农业无人机主要作业模式包括手动作业模式、AB点作业模式、航线规划作业模式三种。作业模式分类手动作业模式与AB点作业模式在当前实际生产中已经较少使用，但在特殊场合仍具有一定实用性和必要性。航线规划作业模式是目前主要应用模式，也是未来发展的方向。模式应用现状手动作业模式PART02操作员通过遥控器或地面站手动控制无人机的飞行高度、速度、方向以及喷洒的开关和流量。操作方式特别适用于地形复杂、障碍物多或作业区域不规则的农田，可以根据实际情况灵活地调整飞行路线。适用场景具有高度的灵活性，操作员可以随时改变无人机的飞行路径和喷洒参数，适应不同作物的需求和作业环境的变化。可以更精确地控制喷洒范围和药液用量，避免药液浪费和环境污染。优点在大面积农田进行手动操作时，难以保持一致的作业效果，容易出现喷洒不均的情况。需要操作员具备较高的操作技能和丰富的经验，效率较低，长时间作业容易导致操作员疲劳，增加操作失误的风险。缺点对于对重喷要求严格的除草剂作业，手动模式可能不是最佳选择。01通讯用的讲机必须保持电量充足，并确保通话质量良好，便于飞手与地面人员之间的即时沟通。02手动模式作业通常需要助手辅助观察飞行轨迹，以保证作业质量，尤其是在视线不佳的环境中。03对于两端距离超过100米的长航线作业，手动模式可能难以保障作业质量，因此不推荐使用。04注意事项01图4-2手动作业需观察员报点02图4-3无人机小地块手动作业图片AB点作业模式PART03作业前无需规划地块，飞手劳动强度低，自主作业且喷洒均匀，适合正方形、长方形、梯形、三角形等规则地块。操作方式无人机在首条航线的起点A点悬停，点击“设置A点”，记录A点，再点击“调整A角度”，调整无人机机头朝向，当前置FPV摄像头画面中的机头辅助线与地头边界重合时，点击“确定”记录飞行边缘信息。首条航线（A-B点）不喷洒农药，需手动打开喷洒进行作业。设置A、B点时无人机需悬停（悬停时须关闭农药喷洒），建议首条航线只装半箱药。设置完AB点后会自动生成航线，航向默认向右，如与实际方向不符，可点击切换航线图标改变航向。如果AB点或AB点角度不准确时，均可重新设置，AB点设置完成后再设置作业参数，打开协调转弯能够提升作业效率。操作无人机飞至农田另一端B点，通过拨动遥控器上拨轮将前置FPV镜头垂直向下，确定B点准确位置，点击“设置B点”，记录B点后将前置FPV镜头改为水平，点击“调整B角度”，原地旋转机头朝向，当前置FPV摄像头画面中的机头辅助线与地头边界重合时，点击“确定”记录B点飞行边缘信息。操作流程020103010203B点与对面的防风林、障碍物须留有安全间隙，作业到农田边缘时，必须确保无人机不会碰到障碍物。AB点形成的直线必须与作业区域边缘平行，但在实际工作中由于误差的存在，AB两点与田块边线不可能做到100%的平行，随着作业距离变长，误差也越发明显，及时修正误差是AB点作业中不可或缺的操作。飞手需注意每次航线到达边界时，航点位置是否有变化。注意事项0102图4-4梯形、三角形地块AB点作业图4-5AB点作业误差示意图图片航线规划作业模式PART04对作业区域进行整体测绘，使农业无人机在规划区域进行自动作业。01.定义全自主作业、飞手劳动强度低、地形适应能力强、喷洒均匀、工作人员数量需求降低。优点作业前需要对地块做完整测绘，准备时间较长。01缺点适用于中大型地块。01适用场景提前观察障碍物并进行规划，规避作业区域内的障碍物，以避免农业无人机撞上障碍物造成损坏。0102作业前需明确标定点，必须从标定点起飞并执行纠正偏移操作，从而保证航线安全。03要确定好内缩距离，确保内缩距离内无障碍物。04中断后恢复作业，会有回到中断点和投影点的差别，需注意其使用区别。注意事项图4-6农业无人机航线规划示意图图4-7避障规划0102图片三种作业模式对比PART05表4-1三种作业模式对比对比表格作业模式

适应田块

优势

劣势

典型应用

手动作业

小型不规则地块

迅速作业、地形适应能力强

飞手劳动强度大、易疲劳、易出现重喷漏喷5-30亩不规整地块AB点作业

规整长方形或正方形田块

迅速作业、飞手劳动强度低、喷洒均匀

只适合在规整田块使用30-300亩规整地块

航线规划作业

中大型地块

飞手劳动强度低、地形适应能力强、喷洒均匀、工作人员少

前期要进行航线规划，作业准备时间长30亩以上的大面积规整田块复杂地形与夜间作业PART0601复杂地形包括丘陵、山地、梯田以及各种起伏不平的农田和果园，建议使用农业无人机公司的最新机型，如大疆T60和极飞P150等。02大疆T60农业无人机采用了前后两个有源相控阵雷达和三目鱼眼视觉系统，提供厘米级的定位精度。03极飞P1502024款农业无人机则采用了4D成像雷达和仿地雷达技术，测距范围为1.5米至100米。复杂地形作业010203夜间作业逐渐成为农业无人机的重要作业方式，特别是在高温的夏季，夜间作业能够避免白天高温带来的影响，减少药物的蒸发，提高防治效果和经济效益。极飞P1502024款农业无人机配备了4D成像雷达，能够在夜间环境中进行精确的定位测绘和高程测量。大疆T60农业无人机配备了75W的夜航灯，夜间观测距离达到25米。夜间作业提前熟悉作业田块位置，确保对作业区域有充分的了解。01明确作业田块，避免混淆作业田块导致误操作。02遵循“操作时不行走，行走时不操作”原则，确保无人机和人员的安全。操作人员防护，提前涂抹防蚊液，穿长袖、长裤和高帮雨鞋，注意防范蛇虫的叮咬。0304确保灯光系统的使用，避免光线照射到无人机的传感器上，影响飞行稳定性。系统调试与校验，确保所有系统在低光环境下能够正常工作。06飞行路径的规划，合理规划飞行路径，避开所有障碍物。实时监控与数据传输，持续监控无人机的飞行状态和作业进度。070805注意事项图4-8农田处方图01图片谢谢大家主讲人：赵中营时间：2025农业无人机飞行限制主讲人：赵中营时间：2025目录CONTENTS法律法规的限制01环境保护的限制02公共安全的限制03技术和操作限制04经济效益和社会责任的限制05飞行审批和程序限制06气象条件的限制07法律法规的限制PART01《无人驾驶航空器飞行管理暂行条例》和《中华人民共和国民用航空法》是无人机飞行的主要法律依据，明确了无人机的飞行高度、飞行区域和飞行时间限制。”主要法律依据01军事禁区和政府设施：军事设施、边境线、核电站、监狱以及政府办公区等区域的空域具有极高的安全需求，未经许可，任何形式的无人机飞行均被禁止，违规者将面临严厉的法律制裁，甚至可能涉及刑事责任。02民航净空保护区：根据《中华人民共和国民用航空法》的规定，民用机场周边20公里内和跑道两侧10公里范围内为净空保护区。无人机在该区域内的飞行不仅会受到高额罚款，还可能面临行政拘留，严重者甚至会触犯刑法。禁飞区与限飞区环境保护的限制PART0201”农药喷洒与环境保护农业无人机在喷洒农药、施肥等作业时，如果操作不当，可能对土壤、水源和生物多样性造成不可逆转的损害。为了保护生态环境，农药喷洒时应避免在风速较高、温度过高的条件下作业，防止药剂漂移和蒸发过快造成的环境污染。01在环境敏感区域，如湿地、自然保护区等，农业无人机作业可能受到更加严格的限制，甚至完全禁止，以保护当地的生态系统。环境敏感区域公共安全的限制PART03

农业无人机在人口密集区域的飞行存在一定的公共安全隐患。由于无人机一般质量较大且具有较高的动能和飞行高度，一旦发生失控或坠落事故，将对地面人员的生命安全造成较大的威胁。为防止此类事故的发生，无人机操作人员应避免操作农业无人机在人口密集区域上空飞行，尤其是在大型活动、展会和集会场所上方。

人口密集区域在进行飞防作业时，操作人员应确保飞行路线避开人群、建筑物和其他障碍物，并预设紧急情况处理措施。飞行路线与紧急措施技术和操作限制PART04农业无人机在飞行过程中需要应对复杂的气象条件，如风速、温度、湿度等，这些因素都会影响无人机的稳定性和作业效果。01气象条件操作人员的技术水平和应急处理能力也直接决定了飞行的安全性，未经过专业培训的操作人员在操作无人机时容易发生失误，可能导致飞行器失控、坠毁或偏离预定航线，造成作业失败或引发事故。因此，无人机操作人员必须经过严格的培训，取得相应的资格认证，具备应对突发情况的能力。01操作人员技术水平经济效益和社会责任的限制PART05尽管农业无人机在提高作业效率和精准度方面具有显著优势，但其高昂的购置和维护成本限制了其广泛应用。无人机作业需要在经济效益和社会责任之间寻求平衡。01经济效益例如，无人机的能耗、噪音和作业效率等因素都会影响其经济性和环境影响。操作人员应在确保作业效果的前提下，合理控制作业成本，减少对环境和社会的负面影响，履行应尽的社会责任。社会责任飞行审批和程序限制PART06所有重量超过250克的无人机必须在民航局指定的系统中进行实名登记，取得登记编号。01实名登记操作人员需依法申请飞行许可，提交包括任务性质、飞行时间、飞行区域、飞行高度、飞行计划等内容的详细申请材料。空管部门对材料进行审核，批准后发放飞行许可。飞行许可申请01在实际操作中，操作人员必须严格遵守飞行许可的要求，避免擅自改变飞行计划或飞行区域。如果确需调整飞行计划，必须及时向空管部门提交申请并获得批准。严格遵守飞行许可气象条件的限制PART07农业无人机在风速超过5米/秒、降雨、浓雾等恶劣天气条件下不宜进行飞行作业，极端天气条件下的飞行风险较高，容易导致无人机失控或坠毁。01不宜飞行的气象条件01气温过高或过低也会影响无人机的电池寿命和飞行性能，进而影响作业效果。温度影响因此操作人员在进行飞行作业前，应仔细检查天气预报，并根据实际情况调整飞行计划，确保飞行安全。飞行前检查谢谢大家主讲：AiPPT主讲人：赵中营时间：2025农业无人机飞行作业安全因素主讲人：赵中营时间：2025目录CONTENTS气象因素01信号因素02地面因素03气象因素PART01风力影响无人机稳定性、续航时间、运动轨迹、速度和航向。多旋翼无人机抗风等级一般为5级风以内，风速突变可能导致飞行困难。01风力01地面建筑、树木、地形使气流方向变化产生乱流，影响无人机飞行状态，速度过快且混乱的乱流可能造成严重后果。乱流风向影响飞行速度和降落，逆风飞行降低速度，侧风可能导致降落困难或侧翻。植保作业时，操作人员应避免处于下风向。风向温度影响电池放电性能和空气密度，低温使电池反应速率下降，续航时间降低。飞行前需预热电池，避免温差导致凝水。温度湿度影响金属部件腐蚀和空气阻力，高湿度使金属腐蚀，增加空气粘度，消耗更多电能，缩短续航时间。01湿度能见度影响操作者对飞行距离的判断，短能见度易导致超视距飞行，影响飞行安全。01能见度信号因素PART02磁罗盘易受干扰，应避免在强磁性区域飞行，如大块金属、停车场等。闲置或位置变化后需重新校准磁罗盘。01影响磁罗盘信号的因素01GPS信号影响定位悬停和航线飞行，建筑和地形遮挡会减少接收卫星数量，影响导航精度。影响GPS信号的因素01遥控器控制距离、遮挡物和同频信号干扰影响控制信号，应避免超控距、遮挡和干扰源。影响遥控控制信号的因素地面因素PART03建筑物影响指南针和GPS信号，需注意返航高度设置，避免碰撞。01地面建筑与树木田间作业前需检查高压电线，保持安全距离，触网后应联系专业人员处理。高压线、电线塔斜拉索以及电线01视觉差易导致操作人员误判障碍物距离，应仔细观察环境，合理设定航线。视觉差03图4-11卫星信号被地形遮挡02图4-10卫星信号被建筑物遮挡01图4-9飞行安全因素05图4-13返航高度应高于障碍物高度04图4-12平坦地面卫星接收效果06图4-14专业人员处理无人机挂高压电线图片谢谢大家主讲人：赵中营时间：2025影响无人机飞防作业效果的因素主讲人：赵中营时间：202501飞行参数对植保作业效果的影响02气象因素对植保作业效果的影响目录CONTENTS飞行参数对植保作业效果的影响PART01压力喷头采用扇形喷洒方式，一定高度内，高度增加喷幅增加，但过高受风力影响大，喷幅不再成比例增加。飞行高度不稳定，喷幅变化不均匀，高度过低喷幅过窄，过高则药雾漂移、蒸发增加，降低作业效果。01飞行高度与喷幅主流多旋翼农业无人机飞行高度一般1.5-2米，需考虑地形和作物实际情况。干旱地区飞行高度低会扬起灰尘，降低作业效果；娇嫩作物如高笋作业高度低于2米可能倒伏，造成减产。02飞行高度与实际地况和作物关系多旋翼农业无人机利用旋翼风场增加药液穿透力，一定高度内，高度越低穿透力越强，越高穿透力越弱。给玉米等高秆作物作业时应降低作业高度，以增强药液穿透力。03飞行高度与药液穿透力飞行高度飞行速度与作物类型飞行速度与单位面积施药量密切相关，速度过快施药量减少，过慢则可能产生药害。严禁农业无人机长期停留在同一地点，以免造成农作物倒伏或药害。飞行速度与作业效率作业速度=喷幅×飞行速度×时间，飞行速度直接影响作业速度。过快的飞行速度导致单位面积内药剂过少，达不到作业效果，农业无人机应保持在7m/s以内的速度进行作业。飞行速度与作物类型作物叶片越浓密，喷雾作业穿透性越低，应降低飞行速度提升穿透力。生长中期的小麦或水稻可采用4-5m/s速度作业；生长中后期高秆作物如玉米、高粱降低至3-4m/s；稀疏果树降低至2-3m/s。实践证明，速度高于7m/s时，气流下压效果下降，穿透力迅速下降，作业速度应在3-6m/s范围内。飞行速度农业无人机横移距离必须与喷幅相等，才能完整覆盖作业区域。喷幅大于横移距离，造成重复喷洒，作物可能药害；喷幅小于横移距离，产生漏喷，降低作业效果。0102横移距离气象因素对植保作业效果的影响PART02农业无人机