多旋翼授粉無人機的作業航跡規劃

王汝毅，王秀娟，高 磊，岳 訓

（山東農業大學信息科學與工程學院，山東泰安 271018）

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針對中國各地特色高端果樹種質資源，目前面臨的關鍵技術是如何通過規模化、標準化篩選與鑒定，精準培育“一增兩減”（增產提質、減投提效、減損促穩）的優異品種[1]。眾所周知，果樹花期間授粉是提升果樹坐果率和果實品質的必經之路，目前常規授粉主要以自然風和蜜蜂昆蟲為傳粉媒介[2]。為了保證果園產量和經濟效益，人工輔助授粉技術（人工點授、電動授粉和雄樹機械吹風授粉等方式）一直以來被普遍采用提高授粉受精的質量[3-4]。近年來，隨著勞動適齡人口老齡化等原因，導致人工輔助授粉人工費用成本占總成本比重高達60%[5]，人工輔助授粉技術面臨授粉勞動強度大、作業效率低和缺乏數字化精準管理等問題。

多旋翼授粉無人機(Multiple Unmanned Aerial Vehicles：Multi-UAVs)通過定高定速、軌跡記錄、斷點記憶等功能，既可以實現精準高效作業，又降低操控人員的勞動強度[6-9]。針對面向低空空域飛行需求，多旋翼授粉無人機在果樹定量精準授粉技術具有明顯優勢[10]。由于果樹通常是種在丘陵、山地、淺丘地帶或是在陡峭山坡的地理特點，多旋翼授粉無人機作業飛行時機體周圍的氣流強度較大，低空作業過程中花粉液受周圍氣場影響嚴重，漂移現象明顯，同一高度作業會導致不同區域間花粉液均勻性差的問題[11-12]。為此，已有研究團隊學者提出了基于多旋翼授粉無人機的液體授粉技術，通過對比了多旋翼授粉無人機和背負式噴霧器在梨樹冠層內沉積霧滴的粒徑和覆蓋結果，實驗對比表明了多旋翼授粉無人機噴霧授粉的花序和花朵坐果率仍不理想[13-15]。……