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農(nóng)用無人機(jī)及作物智慧管理技術(shù)與裝備的創(chuàng)制和應(yīng)用

農(nóng)田信息快速精準(zhǔn)獲取是肥藥減施的前提和基礎(chǔ)，基于實(shí)測(cè)信息的農(nóng)田智慧管理是實(shí)施化肥農(nóng)藥“雙減”和產(chǎn)量品質(zhì)“雙強(qiáng)”的重要手段。一、項(xiàng)目分類關(guān)鍵核心技術(shù)突破二、成果簡(jiǎn)介農(nóng)田信息快速精準(zhǔn)獲取是肥藥減施的前提和基礎(chǔ)，基于實(shí)測(cè)信息的農(nóng)田智慧管理是實(shí)施化肥農(nóng)藥“雙減”和產(chǎn)量品質(zhì)“雙強(qiáng)”的重要手段。經(jīng)過近十年產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合攻關(guān)，在無人機(jī)及衛(wèi)星遙感作物信息高效融合獲取與智慧管理的核心技術(shù)和裝備上取得了重大突破，攻克了信息快速感知與肥水藥精準(zhǔn)管理兩大難題，創(chuàng)新形成了國(guó)際領(lǐng)先的多源信息融合和肥水藥精準(zhǔn)管控技術(shù)產(chǎn)品。主要技術(shù)創(chuàng)新包括： 1.首次提出了基于無人機(jī)實(shí)時(shí)飛行性能的GNSS-IMU導(dǎo)航捷聯(lián)解算控制融合算法，研制了多旋翼、直升機(jī)等兩類12種農(nóng)用無人機(jī)及適應(yīng)多種作業(yè)模式的飛控系統(tǒng)，打破了日本雅馬哈等同類無人機(jī)和MicroPilot等著名飛控系統(tǒng)對(duì)我國(guó)的封鎖和壟斷；首次研制了快拍式28波段（520g）、5波段（250g）和全反射式光柵成像微型光譜儀，分辨率為2nm，優(yōu)于德國(guó)UHD185的8nm；突破了地-星融合的作物養(yǎng)分和病蟲害檢測(cè)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了遙感與農(nóng)學(xué)模型高精度時(shí)空統(tǒng)一，時(shí)序MODIS數(shù)據(jù)解析由8-16天1km提升到逐日10-30m，病蟲害發(fā)生短期預(yù)測(cè)精度提高8%。 2.發(fā)明了路徑跟蹤控制算法和分段式地頭轉(zhuǎn)彎精準(zhǔn)接軌優(yōu)化策略，攻克了弱GNSS信號(hào)下的自動(dòng)導(dǎo)航難題；發(fā)明了無人機(jī)變載荷的重心平衡技術(shù)，研制了16種系列機(jī)/車載噴施裝備和基于作物高度/作物密度/病害程度的精準(zhǔn)對(duì)靶施藥機(jī)具，實(shí)現(xiàn)了無人機(jī)和地面精準(zhǔn)變量作業(yè)；首次研制了適用于水稻、水生蔬菜等復(fù)雜水田環(huán)境的無人空氣動(dòng)力船及船載裝備，實(shí)現(xiàn)了水田的自動(dòng)化除草、施肥施藥作業(yè)，節(jié)肥省藥10%-35%。 3.創(chuàng)建了集地面/無人機(jī)/衛(wèi)星遙感信息獲取融合、智慧決策和精準(zhǔn)作業(yè)于一體的云平臺(tái)管理系統(tǒng)。提出了植物-土壤養(yǎng)分一體化平衡施肥策略，建立了浙江省“兩區(qū)一田”全覆蓋的田塊養(yǎng)分解析圖；創(chuàng)建了高精度三維數(shù)字果園，在全球最大的荔枝生產(chǎn)茂名基地等進(jìn)行了應(yīng)用，節(jié)水8%，減藥25%，減少勞力20%，增產(chǎn)10%，優(yōu)果率提高23%。項(xiàng)目授權(quán)發(fā)明專利 44 件（美國(guó)專利3件），發(fā)表論文 64 篇，出版專著 3 部,軟著登記14項(xiàng)。經(jīng)多位院士和專家評(píng)審，成果達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。制定國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)、地方標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)、浙江制造標(biāo)準(zhǔn)1項(xiàng)。研發(fā)的產(chǎn)品榮獲北京市新技術(shù)新產(chǎn)品證書，14種產(chǎn)品被列入國(guó)家及省市農(nóng)機(jī)推廣補(bǔ)貼目錄，并出口歐美、東南亞等，創(chuàng)匯近2億元。成果近三年在全國(guó)20多個(gè)省市推廣應(yīng)用，累計(jì)綜合效益21多億元，社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)效益顯著。

浙江大學(xué) 2022-07-22

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