基于六轴多旋翼飞行器的赤眼蜂投放系统设计与试验

作     者：徐东甫 白越 宫勋 续志军 Xu Dongfu;Bai Yue;Gong Xun;Xu Zhijun

作者机构：中国科学院长春光学精密机械与物理研究所长春130033 中国科学院大学北京100039 

出 版 物：《农业机械学报》 (Transactions of the Chinese Society for Agricultural Machinery)

年 卷 期：2016年第47卷第1期

页      面：1-7页

核心收录：

学科分类：0710[理学-生物学] 0828[工学-农业工程] 08[工学] 09[农学] 0904[农学-植物保护] 0802[工学-机械工程] 0801[工学-力学（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(11372309 61304017) 吉林省科技发展计划重点项目(20150204074GX) 省院合作科技专项资金项目(2014SYHZ0004) 中国科学院科技服务网络计划(STS计划)项目(KFJ-EW-STS-068) 

主　　题：生物防治 无人飞行器 赤眼蜂 自主投放系统 

摘      要：为更好地进行农作物病虫害防治,结合农业无人机和生物防治,设计了一种基于Hex-Rotor飞行器的赤眼蜂投放系统,实现赤眼蜂自主投放功能。首先,使用共轴双桨和旋翼系统的倾斜配置,对6轴多旋翼飞行器结构进行了改进,提高了系统的冗余性和可靠性,整个系统满载9 kg,以10 m/s的速度可飞行超过20 min;然后,利用带有扩张状态观测器和快速微分器的反步控制算法,使系统在投放干扰和外部风扰共同作用下,能够很好地完成轨迹跟踪飞行任务。最后,设计了专用的赤眼蜂投放装置,配合GPS和Google earth地图,实现赤眼蜂自主投放功能。在实际试验中,投放系统投放速度超过9 700 m2/min,飞行投放覆盖率100%,赤眼蜂孵化率75.81%。试验证明,该系统可以稳定可靠地完成赤眼蜂的投放工作,投放效率和经济效益方面表现良好,可以实现无人机自主生物防治。