无人机植保技术课件-第4章 植保机飞防安全作业PPT文档格式.pptx

无人机植保技术课件-第4章 植保机飞防安全作业PPT文档格式.pptx

《无人机植保技术课件-第4章 植保机飞防安全作业PPT文档格式.pptx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《无人机植保技术课件-第4章 植保机飞防安全作业PPT文档格式.pptx（59页珍藏版）》请在冰点文库上搜索。

传统的人力农药喷洒人员处于药雾的环境当中，一旦保护不当或者喷雾器出现“跑、冒、漏、滴”的情况，作业人员极易出现农药中毒。

而使用多旋翼农业植保机进行作业，人员远离了作业区域，保证了人员安全。

植保无人机飞行速度较快并且具有一定高度，相对于人工植保作业存在漂移增加和蒸发加剧的问题。

漂移增加也就是药剂雾滴较小，易随风飘扬，有可能漂移到作业区域以外。

所以飞防作业必须在三级风以内进行作业，否则会产生飘移药害；

蒸发加剧因为雾滴较小，雾滴容易产生蒸发。

所以，飞防作业不应在高温、高光照条件下进行，会降低加剧蒸发降低施药效果。

第四章植保机飞防安全作业模式,飞防植保作业模式目前植保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。

手动作业AB点作业航线规划作业,第四章植保机飞防安全作业模式,飞防植保作业模式手动作业手动作业模式是早期最为常见的方式，所有的操作都由植保飞手来完成，智能化程度较低。

定义：

依靠无人机操作人员进行飞行的作业方式。

优势：

灵活方便、无需测绘手动作业模式具有以下优点：

迅速作业，在作业之前无需其他额外操作，准备时间短；

地形适应能力强，在植保飞手拥有良好操作技能前提下，能够应对各种复杂地形。

第四章植保机飞防安全作业模式,飞防植保作业模式手动作业劣势：

植保效果不佳，易出现重喷与漏喷，飞手工作强度大易疲劳。

我们也应该看到手动作业模式存在以下的问题：

飞手作业强度高，每天飞行6小时以上，植保飞手将筋疲力尽；

难以避免产生重喷漏喷，对于药物较为敏感的作业，重喷有可能会产生药害。

手动模式作业必须要有助手进行相应的观察以及报点，否则飞手难以一人完成作业，并且也无法保障作业质量，容易出现重喷与漏喷，如图4-2所示。

第四章植保机飞防安全作业模式,图4-2手动作业需观察员报点,4.2飞防植保作业模式,第四章植保机飞防安全作业模式,飞防植保作业模式手动作业随着植保机智能化程度提高，使用手动作业的频率也会逐步降低，植保飞手的工作舒适度也会相应提升。

但是，在广阔的丘陵地区以及小块耕地范围内，手动作业模式依然会发挥它独特的作用。

手动模式作业适用于小型地快，典型应用包括湖南以及江西的水稻田、浙江的茶树、广西的甘蔗等。

手动模式需注意事项：

不适合对重喷要求严格的除草剂作业；

讲机必须保持电量充足，保证通话质量良好；

需要观察飞行轨迹是否符合作业要求，保证作业质量；

不适合两端距离100米以上的长航线作业，难以保障作业精度。

第四章植保机飞防安全作业模式,图4-3AB点作业模式图例,4.2飞防植保作业模式4.2.2AB点作业AB点作业模式简单方便，以两点形成直线的方式快速生成作业航线，具有飞手工作强度低、喷洒较为均匀的特点，如图4-3所示。

这种作业模式的产生，解决了植保飞手劳动强度特别高的难题。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式4.2.2AB点作业定义：

以AB点形成一条直线，以这条直线形成航线的自动作业方式。

灵活方便、自动作业。

劣势：

只适合规整地块，对于不规则地块难以进行作业。

由于其航线生成原理的限制，其航线只能是长方形或正方形，无法根据耕地实际情况做调整，所以只能在规整田块进行作业。

而一些不规则地块如果使用AB点模式作业则需要进行相应的地形切割，使用AB点模式完成大部分区域，剩下则使用手动作业进行完成。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式4.2.2AB点作业AB点作业适用于规整地块作业，典型应用包括新疆棉花及玉米作业、黑龙江的水稻作业等。

AB点作业模式注意事项：

A、B点形成的直线必须与作业区域边缘平行，否则将会造成航线偏离作业区域，造成飞行中与障碍物碰撞而损坏；

飞手需注意每次航线到达边界时，航点位置是否有变化；

B点与对面的防风林、障碍物须留有安全间隙，作业到最后一条航线时，必须确认是否有障碍物。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式4.2.3航线规划作业航线规划模式能够适应绝大多数地形，并且全程自主作业，进一步降低了植保飞手工作强度，实现了全自主作业，如图4-4所示。

植保飞手需要更多的掌握软件使用技巧以及航线，而不像以往需要植保飞手拥有良好的飞行操作能力。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式4.2.3航线规划作业定义：

对作业区域进行整体测绘，使植保无人机在规划区域进行自动作业。

全自主作业、飞手劳动强度低。

航线规划的优势在于飞手工作强度低、地形适应能力强、喷洒均匀、工作人员数量需求降低。

作业前需要对地块做完整测绘。

在作业前需要对地形进行完整的测量并规划才能够进行作业，所以相对于其他作业模式需要准备的时间更多。

航线规划模式适用于中大型地块。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式4.2.3航线规划作业注意事项提前观察障碍物并进行规划，规避作业区域内的障碍物，以避免植保无人机撞上障碍物造成损坏，如图4-5所示做好避障规划；

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。

要确定好内缩距离，确保内缩距离内无障碍物。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式4.2.3航线规划作业中断后恢复作业，会有回到中断点已经投影点的差别，需注意其使用区别。

回到断航点，回到作业中断时的断点，适合没有障碍物的情况；

回到投影点，回到实际位置与航线垂直投影产生的点，适合中间存在障碍物的情况（避开障碍物）。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.2飞防植保作业模式表4.1三种作业模式对比,第四章植保机飞防安全作业模式,植保机飞行限制近年来，随着多旋翼无人机行业的快速发展，使用多旋翼无人机的人数迅速增加，因为违规使用或者安全观念而导致的安全事故经常发生。

无序飞行不仅对人生安全也对社会秩序造成了影响。

无序飞行危害有序飞行,第四章植保机飞防安全作业模式,4.3植保机飞行限制4.3.1无序飞行危害植保无人机作为民用无人机中体积和重量较大的机型，无序飞行可以危害航空安全，危害安防安全，也会危害公共安全。

无人无人机撞自穿越民航正常飞行航路航线和空域极易造成危险接近或者空中相撞。

从2013年查证处置的违规飞行情况来看，每次无序飞行事件影响民航航班平均达17架次。

遥控航模无人机的理论高度和目视操作一般小于1000米，而警用直升机的飞行航线有时只有400米高度，一些城市管理需要，做低空航线飞行甚至还在这个高度之下。

这样两者之间存在空中交汇冲突点，一且发生意外，后果不堪设想。

微型无人机会出现操作不当或者电子机械传动、无线电信号传输故障，以及飞行前检查不细出现的意外事故。

无人机一旦出现空中故障有可能坠毁在地面，在人口密集地区出现此类问题，极有可能导致人伤物损。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.3植保机飞行限制4.3.1无序飞行危害无序飞行的具体案例2013年12月29日，北京某航空科技有限公司在首都机场附近擅自组织无人机航拍飞行，扰乱空中飞行秩序，严重影响首都地区空防安全，造成多起民航航班延误，北京警方对4名涉案人员以危险方法危害公共安全罪予以逮捕。

为处置此次事件，北京军区空军组织各级指挥机构和部队共1226人参与处置，两架歼击机待命升空，两架直升机升空，雷达开机26部，动用车辆123台。

所以，在实际飞行中，应远离政府中心区域。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.3植保机飞行限制4.3.1无序飞行危害2015年10月27日，一台中游客在台湾高楼101大厦附近进行飞行，因受到强风影响导致飞行撞上101大厦，所幸未造成人员伤亡，根据台湾当地法律，将罚款30150万新台币。

2015年7月22日，一名大陆游客使用无人机拍摄101大厦时发生坠毁，所幸未造成人员伤亡。

无人机飞行应控制在合理高度，并远离高楼大厦，因为无人机视距内飞行靠近高楼不仅有可能导致视线受限，还有可能导致遥控信号受到遮挡，会严重影响飞行安全。

2016年4月8日，英国航空公司空客A320飞机727号航班在降落时与无人机发生相撞，所幸并未造成机体严重损坏，飞机顺利降落。

飞机空中与飞鸟或无人机相撞有一定几率造成发动机吸入异物并停止运转，严重成胁客机的飞行安全。

根据英国法律的规定，在机场周围使用无人机将面临最高5年的监禁。

所以，在机场周边不应进行无人机的飞行，如强行起飞将严重影响民航客机的飞行安全。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.3植保机飞行限制4.3.2有序飞行在民用航空法规和相关管理规定的允许下，植保无人机飞行应远离机场及净空保护区、政府办公区域、人员密集区域、军事相关区域和敏感设施区域。

为保证民航客机安全，依照相关法规，民用机场净空保护区域为每条跑道两端20公里、两侧10公里范围。

根据相关法规，在净空保护区放飞无人机的行为，不但会面临数万元的高额罚款，还有将受到十日以上十五日以下的行政拘留，造成严重危害的还可能触犯刑法。

远离政府办公区域，各政府驻地属于国家机关，未经允许不得擅自飞行；

远离人员密集区域，大型演出、展会活动、人员集会都会产生大量密集人群，无人机在上空飞行一旦坠落将产生严重伤害。

所以，应禁止在密集人员上空操作无人机。

远离军事相关区域，部队驻地、部队演习区域、军事相关设施、军事相关活动、边境线、边防哨所都属于军事敏感设施或活动区域，未经允许禁止无人机进行飞行、拍摄等活动；

远离敏感设施，核电站、核设施、监狱都属于国家层面的敏感区域，未经允许绝对禁止将无人机操作至敏感设施上空，否则将会受到法律的惩处。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素影响多旋翼植保机飞行安全的因素包括电磁信号因素、地面因素、气象因素、强电磁干扰源等，如图4-6所示飞行安全因素。

图4-6飞行安全因素,第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.1气象因素气象因素主要由风、雨、雾、湿度等因素构成。

一、风力风力是指风吹到物体上所表现出的力量的大小，一般根据风吹到地面或水面的物体上所产生的各种现象，把风力的大小分为18个等级，最小是0级，最大为17级。

风影响着无人机的稳定性、续航时间、相对地面的运动轨迹、速度和航向等，农顺用风无人飞机行航空时施续药航，具时有间作业将飞增行速长度，快、逆喷风洒作飞业行效率时高续、应航对时突间发灾将害相能力应强的等优缩点短，如，图所1-1以为在植保任无何人机一作款业现场，它克服了农业机械或人工无法进地作业的难题，其发展前景受到农业植保领域的高度重视。

多旋翼无人机使用说明书当中都会明确其抗风等级。

抗风能力与其机身重量、动力冗余、飞控特性息息相关，但是在使用任何一款无人机之前一定要明确其抗风等级，以明确其所能适应的飞行环境。

另外，天气预报的风速都是低空风速，无人机在空中飞行，如果飞到高空后风速及风向极有可能突变，远远大于地面风速。

这时如果风速超过多旋翼无人机的抗风能力，无人机自身动力无法抵抗强劲风速，那操作将变得十分困难。

大部分的多旋翼无人机除特殊应用外都应在5级风以内进行飞行，以保证飞行安全。

第四章植保机飞防安全作业模式,二、乱流气流在中高空相对比较稳定，但是在地面上由于建筑、树木、地形的存在，气流在流经这些区域会产生方向迅速变化不稳定的气流，我们称之为乱流。

乱流因为农方用向无人不机定航空，施所药以，具会有对作业无飞人行速机度的快、状喷态洒作造业成效率一高定、应的对影突响发灾，害所能力以强应等优特点别，如注图意1-1。

为乱植保流无的人机影作响业现程度，主场要，是它克风服的了农速业度机以械或及人物工无的法形进地状作及业的大难小题，其速发展度前过景受快到且农混业植乱保的领域乱的流高度有重可视。

能对多旋翼无人机的飞行造成不可估计的后果。

4.4植保机飞行作业安全因素4.4.1气象因素,第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.1气象因素三、风向风向从来都是无人机飞行的重要影响因素，逆风飞行将降低无人机的飞行速度，而顺风飞行恰恰相反。

有较大的侧风则会对无人机的降落造成降落困难或者侧翻，降落时应注意风的方问。

另外，在风速较大时，应尽量避免飞到下风向较远距离，这是因为如果风速过快，无人机返回起飞点的过程将全程逆风，有可能导致无人机返回困难或者电量耗尽仍未回到起飞点。

而在进行植保作业时，应避免操作人员处在下风向，因为农业植保机产生的药物有可能产生漂移而随风飘散，导致操作人员吸入有毒药雾。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.1气象因素四、温度温度对无人机的影响主要包括对电池放电性能的影响、空气密度的变化、以及较大的差会凝结成水汽从而影响无人机的状态。

环境温度对无人机器的影响，主要是改变聚合物锂电池的充放电性能，锂聚合物电池于化学电池，其充放电过程就是其内部进行化学反应的过程，低温将使电池的反应速率下降，从而造成续航时间、放电功率改变、电压骤降和飞行动力不足。

因此，如需在较低温度下进行飞行，请做到飞行前，务必将电池充满电，保证电池处于高电压状态；

将电池充分预热至25以上，降低电池内阻，建议使用电池预热器，对电池进行预热；

起飞后保持飞机悬停1分钟左右，让电池利用内部发热，让自身充分预热，降低电池内阻。

对于温差需要注意的是在有暖气的北方，在室外温度较低时，直接将多旋翼无人机由室内带至室外将导致内部水汽凝结，有可能使飞控系统以及电子调速器受到凝水的影响，从而导致故障。

每一个零部件都有其工作环境温度，若工作环境温度太高或太低，将影响其工作状态对飞行安全造成重大影响。

针对不同机型的植保机，在使用前需注意其工作环境的温度要求。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.1气象因素五、湿度湿度，表示大气干燥程度的物理量。

一般用相对湿度（RH），露点，气温露点差来表示。

在一定的温度下在一定体积的空气里含有的水汽越少，则空气越干燥；

水汽越多，则空气越潮湿。

潮湿空气，会使多旋翼无人机的有关金属部分腐蚀。

金属腐蚀后，不但会降低材料的强度，缩短使用时间，而且有可能会造成电路短路等情况从而影响无人机的正常工作。

另外，空气的相对湿度越大，表示空气中的水分子含量越大，也就是说，空气的粘度增大了，因此多旋翼无人机快速转动的螺旋桨将受到更大的空气阻力，从而消耗更多的电能，缩短了其续航时间。

六、能见度能见度是指正常视力的人在当时天气条件下，从天空背景中能看到或辨认出目标物的大水平能见距离。

能见度距离短的飞行环境，将影响操作者对飞行距离的正确判断，容易导致超视距飞行，从而影响飞行安全。

第四章植保机飞防安全作业模式,三、影响遥控控制信号的因素1无人机与遥控器距离,2遮挡物,3同频信号的干扰,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素多旋翼无人机在进行飞行控制时是需要依靠外部的地球磁场信号以及全球定位系统来进行导航。

另外，多旋翼无人机的遥控控制、图传信号的回传这些信号也都需要通过链路系统来进行传输。

针对各种影响飞行安全的信号因素进行逐项分析，明确各种因素对飞行安全的影响，做到安全飞行。

一、影响磁罗盘信号的因素避免在具有较强磁性的区域进行飞行多旋翼无人机闲置时间较长或位置变化较大应重新校准磁罗盘磁罗盘校准的注意事项二、影响GPS信号的因素,第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素一、影响磁罗盘信号的因素多旋翼无人机与周围的电磁环境是交互作用的，随着电子设备应用密集，无线通信应用演域不断扩大，地球的电磁环境越来越复杂，多旋翼无人机受到的干扰逐渐增多。

多旋翼无人机的磁罗盘（指南针）是个磁敏电阻，由特殊半导体制成，其作用是对陀螺仪进行修正。

飞控里有三轴陀螺仪，通过螺仪的积分可以得到角度，但陀螺仪有一特性，随着通电时间的增加，漂移也会增加，于是磁罗盘便通过其对磁场变化和惯性力敏感的特性，对陀螺仪的偏差进行修正。

由于磁罗盘所检测的是地球磁场信号，而地球磁场信号强度较为微弱，所以磁罗盘是多旋翼无人机最容易受到干扰的传感器，如果磁罗盘受到于扰，就会给飞控提供错误的数据，当这个数据与飞控计算出的方向角偏离超过一定比例，会造成导航算法补偿过量，造成飞机突然向一个方向飞去。

磁罗盘信号干扰最大因素就是飞行环境地面或建筑含有铁磁性物质，其本身带有磁场号，并且其强度远大于地球磁场信号，最终导致无人机的磁罗盘受到干扰而造成数据错误。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素一、影响磁罗盘信号的因素避免在具有较强磁性的区域进行飞行尽量避免在如大块金属之上、起飞点有大量铁质栏、磁铁脉之上、停车场中、桥洞之中、带有地下钢筋的建筑区域进行飞行，这些区域本身含有大量铁磁性物质，如无人机与其距离过近，其自身附带的磁场信号将对无人机的磁罗盘产生干扰。

多旋翼无人机闲置时间较长或位置变化较大应重新校准磁罗盘多旋翼无人机闲置时间过长时，其内部磁罗盘信号有可能产生漂移，所以在较长时间闲置以后需要重新飞行应重新校准磁罗盘。

而各个地区的地球磁场信号并不完全相同，所以在位置变化较大时也应重新校准磁罗盘。

例如无人机最后一次飞行是在深圳，但是第二天要到兰州进行飞行，在新的飞行之前应重新校准磁罗盘。

磁罗盘校准的注意事项手机、钥匙等物本身属于铁磁性物质，所以在做磁罗盘校准时不应携带这类物品；

地球磁场信号在室内部分实际上受建筑的影响与实际的地磁信号略有差别，所以无人机如果在室内校准了磁罗盘，在室外进行飞行时应重新进行校准。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素二、影响GPS信号的因素GPS信号是多旋翼无人机进行定位悬停、航线飞行的基础，多旋翼无人机如果GPS信号不佳将无法实现很多自动功能乃至不能实现定位悬停。

GPS信号其原理是GPS接收机接收到多颗卫星发射的GPS信号并进行计算，在一定范围内，接收到的卫星数量越多其导航的精度也越高。

如果是飞行区域建筑众多或者地形凹陷，会影响GPS信号的接收，导致能够接收的卫星数量过少。

在高层建筑群当中如图4-7所示，多旋翼无人机的GPS信号大部分被遮挡，其只能接收到无人机正上方的少量卫星信号；

而当无人机处在峡谷或者类似地形时如图4-8所示，卫星信号也同样的有部分被遮挡，导致卫星数量不足，只有当无人机处在没有高大建筑区域或地形的平坦时其接收信号才最佳，如图4-9所示。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素二、影响GPS信号的因素,第四章植保机飞防安全作业模式,图4-7卫星信号被建筑物遮挡,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素二、影响GPS信号的因素,第四章植保机飞防安全作业模式,图4-8卫星信号被地形遮挡,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素二、影响GPS信号的因素,第四章植保机飞防安全作业模式,图4-9平坦地面卫星接收效果,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素二、影响GPS信号的因素GPS信号是多旋翼无人机进行定位悬停、航线飞行的基础，多旋翼无人机如果GPS信号不佳将无法实现很多自动功能乃至不能实现定位悬停。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素三、影响遥控控制信号的因素地面人员对多旋翼无人机的控制来源于控制信号通讯链路，一旦通讯链路中断或者无人机超出了遥控距离，那多旋翼无人机将进入失控状态，人员对于无人机也就失去了控制，本小节对遥控器控制信号进行分析，确定哪些因素会影响控制信号通讯链路。

无人机与遥控器距离任何遥控器控制设备都有其有效控制距离，如果无人机已经超出遥控设备的有效距离，就接收不到来自于遥控设备的控制信号，这种情况被称之为失控，无人机一旦失控将根据之前设定，原地悬停、返回起飞点或原地降落。

所以在实际飞行当中，应明确所操纵的无人机其有效控制距离，并将飞行距离控制在范围内。

遮挡物遮挡物是指在操纵者与无人机之间存在着明显的遮挡物，遮挡物对飞行的影响主要有两个，一是会遮挡视线无法看清无人机的状态和姿态，二是会影响无线控制信号的传输。

所以在使用时，应避免将多旋翼无人机飞行到楼宇、树木等障碍物后面。

第四章植保机飞防安全作业模式,4.4植保机飞行作业安全因素4.4.2信号因素三、影响遥控控制信号的因素3同频信号的干扰多旋翼无人机的图像传输以及遥控控制，主要是通过无线信道进行。

若其正在使用的频段受到其他信号，例如wifi、发射塔、电台等信号干扰，将导致其传输效果变差甚至中断，从而影响操作者的判断，严重影响飞行安全。

对于电磁环境的干扰，一定要避免在高压线，通讯基站或发射塔等区域飞行，以免遥控器信号受到干扰。

另外，要注意遥控器天线的摆放，操作者要注意盲区的存