无人机植保课件

天途无人机植保专业课程第一章概述航空植保发展历程?1912年，加拿大已经开始将飞机作为大田作物、果园等喷洒农药辅助工具；?1918年，美国第一次用飞机喷洒农药防治蝗虫开始，正式拉开了航空植保的历史序幕；?直到1987年，日本Yamaha公司生产出世界上第一台农用植保无人机（R-50）；?经过近三十年的发展，目前日本拥有2346架已经注册的农用植保无人机，操作人员14163人，成为世界上农用无人机喷药第一大国，日本的农用植保无人机及其配套施药技术发展比较成熟，已达到在短时间内加注汽油，补充药剂，操作实现傻瓜式，施药效率很高，目前无人机施药已占总施药面积的50%以上。国内趋势中国作为农业大国，18亿亩基本农田，每年需要大量的农业植保作业，我国每年农药中毒人数有10万之众，致死率约20%。农药残留和污染造成的病死人数至今尚无官方统计，想必更是一个惊人数字。植保无人机服务农业在日本、美国等发达国家得到了快速发展，在中国无人机的需求越来越明显。美国：农用航空作业占耕地面积近50%日本：农用航空作业占总耕地面积的54%世界：农业航空平均水平为17%中国：农用航空作业占总耕地面积不足2%中国农用无人机市场发展趋势?多旋翼植保无人机的特点?技术门槛低?造价相对便宜?能垂直起降、空中悬停，适应场地较多?航模级别的国产电机和配件?抗风性能强?连续作业能力强，效率高，单架次需要最少2块电池组?举例，10L多旋翼无人机，单架次2块电池组，作业面积1：1.5-2（10升：15-20亩），日作业6小时可完成400亩植保作业需要飞行20-25架次，携带移动发电机只需配备5组电池，使用场地灵活多变，按市场价格10元/亩，日营业额4000元?中国植保无人机市场的就业形势目前，全国从事无人机飞行的“飞手”有近万人，其中有驾照的仅有数百人。职业“飞手”年薪一般在15万元，顶级“飞手”年薪最高可达50万元。如果保守计算，一架荷载10公斤农药的小型植保无人机，每天作业300亩，年作业100天，年作业量3万亩次，全国45亿亩次施药量，需要15万架植保无人机的保有量。每架植保无人机平均20万元，植保无人机保有产值300亿元；植保无人机循环更新周期3年，年产值为100亿元。一架植保无人机可直接带动3人就业，15万架将解决45万人的农村劳动力就业问，每人平均年收入4万元。第二章基础知识部分无人机（UAV）就是利用无线遥控或程序控制来执行特定航空任务的飞行器，指不搭载操作人员的一种动力空中飞行器，采用空气动力为飞行器提供所需的升力，能够自动飞行或远程引导；既能一次性使用也能进行回收；能够携带致命性和非致命性有效负载。第一节无人机系统的一般组成第二节无人机的一般分类按用途分：无人机可分为军用、民用和消费级三大类按飞行方式分：1.固定翼无人机2.旋翼无人机3.扑翼无人机4.无人飞艇第三节无人机的飞行控制1.遥控飞行2.自控飞行1）惯性导航2)卫星导航3)多普勒导航4)组合导航5)地形辅助导航第四节无人机的起飞和着陆1、无人机的起飞2、无人机的着陆第五节无人机飞行平台无人机的飞行平台主要由四大部分组成：动力系统，外观部分，控制系统，载荷部分。第三章无人机系统构造分类第一节动力系统◆螺旋桨◆动力电机◆电子调速器◆电池第二节机体结构第三节控制系统◆飞控系统的组成◆飞控的用途◆飞行模式（不同飞控参阅说明书类比）1、手动模式2、GPS模式3、航线开启模式4、自动返航模式◆关于校准1.遥控器校准2.电调校准3.磁罗盘校准◆传感器部分1、惯性测量单元(英文:Inertialmeasurementunit，简称IMU)2、陀螺仪第四节载荷系统大多无人机系统升空便执行任务，通常需要搭载任务载荷。在此我们只讨论用于飞防控害的植保载荷。通常我们在植保机下部安装有储药箱、农药喷杆、喷头、药管、药管快拆连接头、水泵以及置于中心板上的水泵电源降压模块。第三章无人机飞行原理以四旋翼为例：四旋翼飞行器通过调节四个电机转速来改变旋翼转速，实现升力的变化，从而控制飞行器的姿态和位置。四旋翼飞行器是一种六自由度的垂直升降机，但只有四个输入力，同时却有六个状态输出，所以它又是一种欠驱动系统第四章无人机遥控器◆遥控器主界面?遥控器相关设置?建立新模型?通道设置?失控保护设置?计时器设置美国手日本手通道名称功能定义开关微调开关通道名称功能定义开关微调开关1AIL副翼舵J1T11AIL副翼舵J1T12ELE升降舵J2T22ELE升降舵J3T33THR油门舵J3T33THR油门舵J2T24RUD方向舵J4T44RUD方向舵J4T4中国手欧洲手通道名称功能定义开关微调开关通道名称功能定义开关微调开关1AIL副翼舵J4T41AIL副翼舵J4T42ELE升降舵J3T32ELE升降舵J2T23THR油门舵J2T23THR油门舵J3T34RUD方向舵J1T14RUD方向舵J1T1通道名称功能定义开关微调开关5GEAR飞行姿态切换SE无6VPP模式切换SC无8AUX4水泵开关SB/RD无11AUX4水泵附加开关SB/RD无接收机对频Futaba6208接收机常规对频方式使用Futaba专用对频针抵住对频孔，工作指示灯红灯闪烁三下后放开，对频正确指示灯应改为绿灯常亮，为对频成功指示灯为绿灯闪烁。注意：1.上电方式为飞控电源与动力电源分开的飞机可在接通飞控电源后对频，对于未分开电源的飞机，上电后所有系统全部通电，此时对频工作应拆掉螺旋桨后操作。2.在对频操作前，应确保周围没有打开其他遥控器，避免发生误对频造成危险。futaba6303接收机使用方式此款接收机对频方式与6208相同，需要注意的是，此款接收机在对频时请勿长时间抵住对频孔，当抵住对频孔使红灯闪烁九下后将进入到频道更换模式，此时如果再次点击对频开关会更改到其他通道。遥控器正确握法及摇杆练习一、遥控器单指控制握法单指控为使用两手拇指对遥控器摇杆进行舵量控制，其他手指中指和十指负责拨动开关，小指和无名指负责托住遥控器机体，其优点在于上手快，操控舵面灵活性强。二、遥控器双指控制握法双指控同样为使用两手拇指对遥控器摇杆进行舵量控制，但十指需放在摇杆上方对运动进行辅助帮助，中指与无名指负责拨动开关，由小拇指负责托住遥控器，其优点在于摇杆的精度会很高，并且在长时间进行重复动作时会降低手指由于疲劳造成的精度不足，稳定性大大提高，较为适合初学者用于植保作业。三、遥控器辅助练习指法练习适用于初期作业前，增强航线精度，提高作业要求的辅助练习，具体为在遥控器舵位监控选项下练习各个舵位的精度，要求为慢速走完一格舵位的同时其他舵位没有联动第五章手机地面站功能及PC地面站功能一、遥控选项：(农业植保机不适用此功能）二、数据选项前三项数值为卡尔曼滤波值：理论值为正负10，正常飞行中卡尔曼滤波值应综合参考飞行姿态判断是否正常。GPS星数：农业机使用时不低于7颗进行作业GPS经纬度：显示当前飞机所处的经纬点，（可用于航线是踩点采集）GPS滤波值：用于判断GPS信号的干扰值航向角：在遥控器SE开关切换到三挡GPS模式下航向角才会显示，用于判定飞机朝向。姿态角：用于判定飞机姿态飞行高度：用于判定飞机当前高度（高度为海拔高度，实际高度需要根据实时判定飞行时间：飞机解锁后的飞行时间飞控电压：飞控实时发送的电池电压，需要作业时重点关注。振动系数：飞行中电机震动系数大时，状态会提示红色，应重点关注电机状态。晃动系数：飞行中电机震动系数大时，状态会提示红色，应重点关注桨叶状态。电机平衡性：正常状态为绿色，红色闪烁时提示顺转或逆转电机不平衡，应重点关注飞行时的姿态判定手控舵位：正常状态下十字舵面居中，不应偏离，外八摇杆最大时舵面应达到最大。三、地图选项：定位：规划航线前点击飞机位置，确定飞机特殊航点：(农业植保机不适用此功能）航线控制：(农业植保机不适用此功能）航线工具：（规划航线流程）1点击航线设计，在地图上点击四个点圈定航线范围，2点击自动生成航线后在界面填写航线延长距离（0），生成航线间隔（喷药幅宽）飞行高度（根据实际需求高度填写）目标速度（建议4.8/s），点击确定生成，调整航点1的位置到起飞悬停点，点击上传航线（等待所有航点变为蓝色），点击验证航线（等待所有航点变为蓝色），航线规划完毕。当规划完航线后可选择保存航线选项来保存，等下次再需要使用时可点击加载航线调出以规划好的航线了。下载地图时需要先定位飞机位置，然后把wifi关掉，打开手机数据流量，在点击下载地图，下载完成后退出地面站程序，在重启地面站后就可以看到下载的地图了。保存航线：在当前模式下可以把规划好的航线保存到手机。加载航线：在当前模式下可以调出之前保存的航线，直接上传验证使用。删除航线：直接删除已经规划好的航线。四、设置选项：●采集遥控器中位：在手控舵位中心位偏移时使用。●校准遥控器：当手控舵位舵面无法达到实际舵量时校准使用。●一分钟数据：用于飞机非正常落地后，在没断电的情况下采集数据，以便厂家分析异常状况。（点击一分钟数据后，等待地面站程序自动退出，然后进入手机本地文件找一个标题为T-1min标题的文件，时间就是当时采集的时间）陀螺清零：当飞机姿态数据出现异常时，用于清零。（点击后再数据选项下观察飞机状态为陀螺清零，等待一分钟左右后给飞机断电完成）●磁罗盘：当飞机航向数据出现异常时，采集水平和垂直数据。（点击后选择水平校准，此时LED灯为蓝色常亮，保持常亮状态原地转三圈，然后点击磁罗盘选择垂直校准，把飞机机头朝下此时LED灯常亮，保持常亮状态原地转三圈即可，再次点击磁罗盘选项选择保存，此时LED灯为紫灯常亮，同时手机界面会自动跳到遥控界面，等待数据上传完成后检查十字中心位上的两个圆是否重合度高，并且为规整的两个圆，确认后断电重插电，等待GPS星数达到7颗后，切换一下手动模式和GPS模式看是否有效，然后起飞悬停观察飞机是否正常。）●安装向导：主要解决电调输出不准确，或更换新电调时使用。从横滚感度至用户距离限制，所有数据禁止调节。电压初始报警值调节为3.7v飞机种类：按照实际飞机种类调节。其他数据基本不许调节，点击上方获取，就会自动获取当前飞机的数值状态，点击发送就会发送你已经更改的数据到飞控。默认选项请不要随意点击，因为会更改正常数据。注：PC地面站功能除界面不同外各部分功能与手机地面站相同。飞行准备注意事项飞控员应养成良好习惯，在每次起动植保机前必须进行例行检查科目，从上到下，从前到后，从外到内，检查完毕后方可启动发动机一、飞行前检查事项◆开控前检查部分包括：油门低位、所有开关拨到一档位置，遥控器天线横向位置。◆开控后检查部分包括：遥控器电压（满电8.4V，报警电压6.8V）、发射制式（6208接收机为MULT,6303接收机为MLT2）模型名称、微调为0、计时器是否开启。二、飞机上电前检查顺序：1、首先确定飞机种类，以GPS上箭头方向确定机头朝向，GPS在两臂中间为X字形，GPS在机臂正上方为十字型。2、X字形的机臂一号臂位于GPS右侧，机臂为逆时针排列顺序，电机旋转方向为逆时针旋转，所使用的螺旋桨为正桨（螺旋桨区分正反需要观察迎面，迎面高的方向为旋转方向顺时针为反桨，逆时针为正桨），其中所有奇数臂全部为逆时针旋转，选用正桨，所有偶数臂全部为顺时针旋转，选用反桨。（1、3、5、7正桨逆时针，2、4、6、8反桨顺时针）3、十字型的机臂一号臂位于GPS正下方，一号臂电机为逆时针旋转，选用正桨，其他螺旋桨安装方法同上。4、检测电池电压，以6S16000mah电池为例，单片电压满电为4.2v报警电压为3.7v（需返航换电）过放电电压为3.65v（应就地降落）。5、检查机架个链接处螺丝紧固情况，检查飞机配平状态6、检测水泵工作状态，初次使用时应把药杆两侧喷头水管拔开，打开水泵使药液吧管内空气排空后再次链接喷头，否则在管内有空气的状态下喷头将喷不出药液。7、上电后摇杆外八解锁，油门推到螺旋桨慢速转动定住，此时测试副翼舵、升降舵、方向舵桨面旋转是否正常8、切换SE开关到GPS模式，观察LED尾灯状态是否正常，观察地面站数据选项模式是否由手动切换到自动悬停，检查各项数据值是否正常，确认无误后可以执行起飞。三、飞行中注意事项飞行中应随时观察飞机姿态，并综合判断地面站提供相关数据，远离人群密集地，留意飞行航线上的障碍物。四、飞行后维护检查事项每次飞行完毕后需要养成良好习惯，对全机进行保养和清洁。可以利用压缩空气、柔软的抹布和稀释的清洁剂对机身、旋翼、起落架、喷洒系统等进行清理。同时检查直升机各主要部件的螺丝是否牢固，活动部件晃幅度是否过大，推杆是否牢固，机身是否有明显裂缝等。第一节新型农业植保员及使用农药总体要求1、常观察，做好预防预报工作；2、坚持以预防为主，综合防治的方针；3、以人为本，一切从人畜安全考虑出发；4、不使用超毒农药，严格执行安全农药间隔期；5、从大局出发，要保护好周边的生态环境。第六章无人机植保部分第二节采用无人机喷洒农药的优势1、喷药效率高2、防治效果更好3、综合成本更低4、遥控操作，有效保证人身财产安全第七章植保机故障检修保养：1、飞机保养2、电池保养3、遥控器使用注意事项与保养排故：1、飞机通电后没反应，LED指示灯和飞控指示灯不亮，电机也无哔哔（自检）声2、每次飞机通电时插头都会打火花响一声3、飞机无法解锁启动4、一个或多个螺旋桨不转5、飞机就出现电机不平衡6、飞机起飞后悬停漂移或画大圈7、飞行过程中飞机不按照直线飞行谢谢！