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| 編輯推薦： |
1.内容科学权威。该书原创性、实用性、前瞻性、学术性较强，代表了精准农业航空作业装置及应用领域研究的国内一流水平，具有重要社会价值、科学价值和出版价值。
2.装帧设计精美。封面硬壳用3mm进口灰板纸，裱高感纸采石纹 UV工艺；内文用105克超感纸彩色印刷。
3.出版意义重大。该书是重要领域“卡脖子”技术突破成果，具有重要的生产指导意义和广阔的发展前景，对全面提高我国农业现代化水平和国际竞争力具有重要战略意义。
4.助力乡村振兴战略。农用植保无人机具有环境适应性强、作业效率高及作业成本低等显著优点，农用植保无人机微量施药技术有望补齐我国传统植保作业方式单一与我国地域广阔、农业作业条件恶劣多样不相匹配的短板，成为化肥农药减施增效的重要手段，极大满足现代农业发展的迫切需求，也有利于推进国家乡村振兴战略、数字乡村建设和智慧农业的发展。
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| 內容簡介： |
《精准农业航空技术》丛书是一套系统介绍精准农业航空遥感技术、施药技术、作业装置及应用的理论研究和实践应用的学术专著，由《精准农业航空遥感技术》《精准农业航空施药技术》《精准农业航空作业装置及应用》3个分册组成。丛书是国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心主任和首席科学家兰玉彬教授及其团队从事精准农业航空学术研究、技术研发和应用实践20多年的成果总结。图书内容具有首创性，丛书的出版对实施“乡村振兴”战略、推动我国发展农业现代化、确保国家粮食安全、推进中国“智”造具有重大的意义。
《精准农业航空作业装置及应用》介绍了农用无人机喷头、农用无人机静电喷雾系统、农用无人机作业效果室内检测平台、农用无人机风场特性检测装置、农用无人机风幕式防飘移装置，论述了与农用无人机授粉技术、农用无人机撒播技术、多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术、农用无人机避障技术等相关的精准农业航空技术硬件系统和软件系统。
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| 關於作者： |
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兰玉彬，华南农业大学电子工程学院/人工智能学院院长，山东理工大学农业工程与食品科学学院院长，国家特聘专家，国家精准农业航空施药技术国际联合研究中心主任和首席科学家，国际精准农业航空学会主席。欧洲科学、艺术与人文学院院士，俄罗斯自然科学院外籍院士，格鲁吉亚国家科学院外籍院士。兰玉彬教授长期从事精准农业航空技术的研究，在国际上首次提出了“精准农业航空”理念和技术路线，并率先开展农业航空遥感和精准航空施药相结合的研究和应用工作。主持国家和省部级科研项目11项。发表学术论文300余篇。
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| 目錄：
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第一章 绪论
第一节 精准农业航空技术概述 / 004
第二节 农用无人机装置研究背景 / 005
第二章 农用无人机喷头的研制与应用
第一节 农用无人机喷头施药技术发展 / 011
第二节 农用无人机变量施药部件国内外研究现状 / 012
一、变量施药部件国内研究现状 / 012
二、变量施药部件国外研究现状 / 014
第三节 基于磁流变液的农用喷头技术研究 / 015
一、磁流变液简介 / 015
二、磁流变液国内外研究现状 / 015
三、磁流变液的磁化特性 / 016
四、磁流变液喷头设计理论基础 / 018
第四节 传统液力式喷头喷施试验及分析 / 019
一、室内液力式喷头试验 / 020
二、田间液力式喷头试验 / 025
三、液力式喷头应用分析 / 037
第五节 基于磁流变液的变量喷头研发 / 038
一、喷头机械的结构设计 / 038
二、磁场数值分析 / 041
三、线圈磁场仿真模拟 / 044
四、线圈参数的确定 / 047
第六节 基于磁流变液的变量喷头研发的室内测试 / 049
一、磁流变液变量喷头流量特性 / 049
二、磁流变液喷头雾滴粒径特性测试 / 052
三、线圈电压对喷头雾滴粒径的影响 / 055
第七节 基于磁流变液的变量喷头研发的室外测试 / 057
一、试验材料 / 057
二、试验方法 / 059
三、试验结果 / 060
第三章 农用无人机静电喷雾系统的研制与应用
第一节 静电喷雾技术理论研究 / 067
一、静电喷雾技术简介 / 067
二、雾滴荷电理论 / 067
三、静电喷雾系统理论分析 / 082
第二节 国内外静电喷雾技术研究现状 / 088
一、国内静电喷雾技术的研究现状 / 088
二、国外静电喷雾技术的研究现状 / 091
第三节 农用无人机静电喷雾系统的设计 / 094
一、旋流式静电喷嘴结构设计 / 094
二、旋流静电喷嘴电极和电极座设计 / 096
三、高压静电连接方式 / 097
四、农用无人机静电喷雾系统设计 / 098
第四节 农用无人机旋流式静电喷雾系统的测试 / 098
一、旋流式静电喷嘴雾化性能测试试验 / 098
二、旋流静电喷嘴荷电效果测试试验 / 102
三、旋流静电喷嘴沉积效果试验 / 105
四、静电喷雾系统的室外作业效果试验研究 / 108
第五节 基于空中回路的农用无人机航空静电喷雾试验台构建 / 112
一、航空静电喷雾系统的基本组成 / 112
二、高压静电发生器 / 113
三、时间继电器与开关控制电路 / 115
四、水箱的选择 / 116
第六节 基于空中回路的农用无人机航空静电喷雾理论研究 / 117
一、空中回路航空静电喷雾静电学物理模型 / 117
二、理论验证试验 / 118
三、荷电雾滴轨迹探究试验 / 124
第四章 农用无人机作业效果室内检测平台搭建
第一节 农用无人机作业效果影响因素及检测方法 / 131
一、雾滴粒径 / 131
二、农用无人机航空喷施雾滴飘移影响因素分析 / 133
三、雾滴粒径检测方法 / 136
第二节 室内雾滴沉积效果试验平台的搭建和试验 / 140
一、雾滴沉积效果试验平台机械结构设计 / 140
二、雾滴沉积效果试验平台机械控制系统设计 / 150
三、雾滴沉积效果试验方案设计 / 162
四、室内外雾滴沉积效果试验极差分析 / 204
第三节 风洞风速及雾滴粒径对喷嘴雾滴飘移的影响 / 212
一、材料与方法 / 212
二、试验设计 / 215
三、结果与分析 / 218
第四节 风洞条件下风速及雾滴粒径对农用无人机雾滴飘移的影响 / 225
一、材料与方法 / 225
二、试验设计 / 227
三、结果与分析 / 230
第五章 基于风洞平台的无人机作业参数检测试验研究
第一节 风洞平台试验概述 / 243
第二节 国内外农用无人机风洞试验研究现状 / 243
一、国外农用无人机风洞试验研究现状 / 243
二、国内农用无人机风洞试验研究现状 / 244
第三节 两种类型喷头的风洞试验雾滴沉积效果 / 246
一、两种类型喷头的数值模拟仿真 / 246
二、两种类型喷头的风洞试验及与模拟结果的对比分析 / 269
三、四旋翼无人机数值模拟仿真 / 278
第四节 极飞P20 植保无人机大田试验 / 298
一、试验设计 / 299
二、试验结果及处理 / 301
第六章 农用无人机风场特性检测装置与应用
第一节 机械式测风法 / 309
一、风杯式测风仪 / 309
二、叶轮式测风仪 / 310
第二节 超声波式测风法 / 310
第三节 散热率式测风法 / 311
第四节 光学式测风法 / 312
一、激光多普勒测速 / 312
二、粒子成像测速 / 312
第五节 风压式测风法 / 313
第六节 基于皮托管的风速检测试验设计 / 314
一、风速检测系统总体布局 / 314
二、风速检测系统设计原理 / 315
三、风速检测系统设计目标 / 316
四、风速检测系统数据部分设计 / 316
第七节 基于皮托管的传感器设计与验证 / 319
一、传感器外廓风速干扰对比试验分析 / 319
二、传感器的误差来源分析与修正 / 321
三、传感器的标定试验 / 324
四、低风速测量模型的拟合优化 / 328
五、传感器的一致性检验 / 333
第八节 基于皮托管传感器的两种风场检测试验 / 335
一、无人机旋翼风场对比检测试验 / 335
二、田间风场检测试验 / 337
三、试验结果分析 / 339
第七章 农用无人机风幕式防飘移装置与应用
第一节 气流辅助式防飘移喷雾技术 / 347
一、机械式罩盖喷雾技术 / 347
二、风送式防飘移喷雾技术 / 347
三、风幕式防飘移喷雾技术 / 348
第二节 风幕式防飘移喷雾技术国内外研究现状 / 350
一、风幕式防飘移喷雾技术国内研究现状 / 350
二、风幕式防飘移喷雾技术国外研究现状 / 352
第三节 风幕式防飘移装置设计 / 353
一、风幕布置筒设计 / 353
二、风机选型 / 354
三、风幕装置连接件设计 / 356
四、电机调速器选型 / 360
五、装置零部件加工及装配 / 361
第四节 风幕布置筒的仿真分析 / 362
一、CFD 模拟技术 / 362
二、前处理和求解 / 365
三、后处理及结果分析 / 367
四、风幕布置筒结构优化及仿真分析 / 371
第五节 风幕装置性能试验和田间试验 / 373
一、风幕装置性能试验 / 373
二、田间试验 / 376
第八章 农用无人机授粉技术
第一节 国内外农用无人机水稻授粉技术研究现状 / 392
一、国内农用无人机水稻授粉技术研究现状 / 392
二、国外农用无人机水稻授粉技术研究现状 / 394
第二节 基于高速摄影机捕捉水稻花粉运动轨迹的试验 / 394
一、设置高速摄像机参数 / 396
二、粉笔灰运动图像的获取与处理 / 397
三、试验分析与总结 / 399
第三节 小型风洞试验分析理论环境下的花粉运动趋势 / 399
一、风洞气流特性对花粉的影响 / 399
二、试验方法 / 400
三、试验材料与设备 / 401
四、数据采集 / 402
五、数据分析与处理 / 405
第四节 田间小型无人机水稻花粉分布试验 / 412
一、无人机风场特性分析 / 412
二、花粉运动分析 / 413
三、试验方案设计 / 415
四、数据采集 / 417
五、小型风洞试验与田间小型无人机花粉分布试验简易分析 / 423
第九章 农用无人机撒播技术
第一节 农用无人机撒播技术的发展现状及发展趋势 / 429
一、国内农用无人机撒播技术的发展现状及发展趋势 / 429
二、国外农用无人机撒播技术的发展现状及发展趋势 / 431
第二节 农用无人机撒播装置的研发与设计 / 433
一、装置总体结构的设计 / 433
二、装置关键部件的设计 / 433
三、装置标准件选型 / 440
四、装置控制系统元件选型 / 441
五、装置零部件加工装配 / 443
六、装置工作原理 / 443
第三节 农用无人机撒播装置仿真技术的研发设计 / 445
一、仿真目的及仿真方法步骤 / 445
二、农业颗粒物料的仿真构建 / 445
三、装置运行状态仿真 / 448
四、装置定点撒播仿真 / 457
五、装置移动撒播仿真 / 465
第四节 农用无人机撒播装置研发的验证 / 471
一、试验方案设计 / 471
二、撒播装置移动撒播试验 / 476
第十章 多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术
第一节 不同类型农用无人机简介 / 485
第二节 电动多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术 / 486
第三节 多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术国内外研究现状 / 486
一、多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术国外研究现状 / 486
二、多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术国内研究现状 / 488
第四节 多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术模型构建 / 492
一、定载荷多旋翼农用无人机功率能耗模型的构建 / 492
二、变载荷飞行作业状态能源载荷匹配模型的构建 / 492
第五节 多旋翼农用无人机能源载荷匹配分析 / 493
一、能效最优电机选择 / 493
二、无人机能源载荷匹配优化设计 / 493
第六节 多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术试验 / 497
一、能效最优电机选择 / 497
二、多旋翼农用无人机设计软件 / 499
三、无人机能源载荷匹配优化设计 / 500
四、功率能耗试验验证与结果分析 / 502
五、四旋翼无人机电机效率试验 / 510
六、定载荷多旋翼农用无人机耗电量试验 / 513
七、定载荷长航时八旋翼农用无人机续航试验 / 515
第十一章 农用无人机避障技术
第一节 农用无人机避障技术研究背景 / 523
第二节 农用无人机避障技术所涉难点、重点 / 524
一、农田作业环境复杂 / 524
二、农田障碍物类型复杂 / 524
三、作业视场避障分区 / 525
第三节 农用无人机避障技术的应用现状 / 526
一、国外农用无人机避障技术的应用现状 / 526
二、国内农用无人机避障技术的应用现状 / 527
三、农用无人机避障技术的应用 / 529
第四节 农用无人机避障技术的研究方向 / 533
一、多种传感器组合避障形式 / 533
二、实时性主动避障技术 / 533
三、避障辅助系统开发及避障流程标准化 / 533
第十二章 展望
第一节 我国植保无人机现阶段存在的问题 / 541
一、植保无人机相关技术研究滞后 / 541
二、植保无人机相关标准不足 / 542
三、植保无人机监督管理不足 / 543
第二节 植保无人机未来发展趋势分析 / 544
一、市场前景 / 544
二、植保无人机技术发展趋势 / 544
三、植保无人机作业服务模式 / 545
第三节 结语 / 545
（见附件）
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精彩文摘
序一
中国工程院院士陈学庚
民族要复兴，乡村必振兴。党中央一直把解决好“三农”问题作为全党工作的重中之重。党的十九届五中全会审议通过的《中共中央关于制定国民经济和社会发展第十四个五年规划和二〇三五年远景目标的建议》中明确表示，农业农村改革发展的目标依然是实现农业农村现代化，途径是全面推进乡村振兴。发展精准农业航空技术，研发精准农业航空装备，是推进我国创新驱动发展、强化国家战略科技力量、坚持农业科技自立自强的具体体现。
精准农业航空技术的应用是未来农业航空的发展趋势，也是智慧农业的发展方向。当今世界，科学技术发展日新月异，以信息技术和生物技术为代表的农业高新技术的突破和广泛应用，不但推动了农业传统技术思想、观念和农业科学技术的变革， 而且引发了以知识为基础的农业产业技术革命。世界上越来越多的国家把发展农业高新技术、提高农业科技含量作为实现农业持续发展、提高农产品竞争力的重要途径。精准农业航空技术能够很好地解决农业田间管理中劳动力资源缺乏、人工成本高、传统植保机械作业效率低等现实问题。我国人多地少的基本国情，决定了在今后相当长的时期内，必须依靠现代科学技术，大幅度提高农业综合生产能力。
从世界范围来看，美国、日本及欧洲发达国家的精准农业航空技术和装备在国际上处于领先水平。我国开展精准农业航空植保作业起步较晚，但近年来在政府的大力支持、科研工作者的推进以及各大企业的积极参与下，国内精准农业航空植保作业发展势头十分迅猛。
兰玉彬教授是我国精准农业航空技术研究领域的领军人物，他在国际上首次提出了“精准农业航空”理念和技术路线，长期从事精准农业航空、航空施药技术和航空遥感技术的开发与应用研究，在推动世界精准农业航空学科发展及交流，特别是我国农业航空及植保无人机的应用和发展方面做出了杰出贡献。
《精准农业航空技术》丛书是一套系统介绍精准农业航空遥感技术、施药技术、作业装置及应用的理论研究和实践应用的学术专著。丛书是兰玉彬教授及其团队从事精准农业航空学术研究、技术研发和应用实践20 多年的成果总结，丛书的出版对实施乡村振兴战略、推动我国农业现代化、确保国家粮食安全、推进中国“智”造具有重大意义。
《精准农业航空遥感技术》介绍了精准农业航空遥感的信息采集系统、图像数据分析和处理等技术体系，并以具体的农田试验为案例，总结分析了航空遥感技术在病虫害监测与识别、作物杂草分类识别、作物养分检测、农学参数预测等方面的应用，同时还对精准农业航空遥感技术未来的发展趋势做了分析与展望。
《精准农业航空施药技术》在梳理精准农业航空施药技术的发展历史和国内外研究现状的基础上，对航空喷施雾滴沉积影响因素、茎叶喷施农药起效影响因素等进行分析，同时结合具体的研究案例，介绍了精准农业航空施药的雾滴沉积分布、雾滴飘移、喷施效果评价等相关研究成果。
《精准农业航空作业装置及应用》介绍了农用无人机喷头、农用无人机静电喷雾系统、农用无人机作业效果室内检测平台、农用无人机风场特性检测装置、农用无人机风幕式防飘移装置，论述了与农用无人机授粉技术、农用无人机撒播技术、多旋翼农用无人机能源载荷匹配技术、农用无人机避障技术等相关的精准农业航空技术硬件系统和软件系统。
《精准农业航空技术》丛书原创性、实用性、前瞻性、学术性较强，丛书对精准农业航空技术进行深入系统地研究、梳理总结，对实现我国农业现代化、坚持农业科技自立自强具有重大的科研价值、经济价值和社会价值。丛书可为当前蓬勃发展的精准农业的科研及实践提供参考和科学依据，作为从事农业工程、作物栽培与耕作、资源环境和农业信息技术等相关领域研究人员的参考读物，也可作为高等院校相关专业学生的参考书。
序二
中国工程院院士宋宝安
近年来，随着气候变化、耕作栽培方式的改变和农作物复种指数的提高，农作物病虫害呈多发、频发态势，重大农作物病虫害时有发生。国以民为本，民以食为天，粮食安全关系民生福祉，关系社会稳定，作为国家总体安全的基础，是治国理政的头等大事。习近平总书记指出，中国人要牢牢把饭碗端在自己手里，中国人的饭碗里要装中国粮。植物保护、科学防治，正是端牢中国人的饭碗、装满中国粮的有力举措。
病虫害治理能力是农业生产力的组成部分，是稳定粮食供应的基本保障。据统计， 2015 ～ 2020 年，我国农作物病虫害年均发生面积65 亿亩次、防治面积80 亿亩次，经有效防治，每年挽回粮食产量损失1000 亿千克左右，占粮食总产量的六分之一。粮食稳产增产离不开农机装备和农业机械化的强力支撑。使用以植保无人机为代表的高工效施药器具进行微型颗粒剂喷施，成为防治农作物病虫害、防控全球性预警灾害的新手段。
精准农业航空技术以农用有人或无人飞机为载体，通过空中和地面遥感，获取并解析农田中作物长势、病虫害程度、土壤情况、光热条件、水分状况等农情信息，依据不同的农情制定生成相应的作业处方图，实现精准的定位、定量、定时植保作业，有助于推进农作物病虫害防治的智能化、专业化、绿色化，有利于推动绿色防控技术的可持续发展。精准农业航空技术通过各种先进技术和信息工具来实现作物的最大生产效率，是“精准农业”理念在航空植保施药领域中的拓展。精准农业航空技术可以激发土壤生产力，采取投入更低的成本获得同样的收益或者更高收益的方式，同时尽可能地降低农耕行为给环境造成的不良影响，各种类型的农业资源能够被科学有效地利用，从而达到农业收益和环境保护兼顾的目的。
兰玉彬教授编写的《精准农业航空技术》丛书围绕精准农业航空技术，以遥感信息采集系统、遥感图像数据分析技术、静电喷雾系统、变量施药技术、无人机授粉技术、无人机撒播技术、雾滴沉积分布机理等为切入点，结合兰玉彬教授研究团队多年丰富的田间试验案例和实验室案例，对精准农业航空技术进行了深入阐述。丛书共3 册，分别为《精准农业航空遥感技术》《精准农业航空施药技术》《精准农业航空作业装置及应用》，内容涉及航空作业中遥感信息采集系统的监测识别作用与原理、雾滴沉积分布特性与飘移影响因素、农用无人机的装置特性与农用无人机作业技术、田间航空施药影响因素与建议等。丛书内容丰富、新颖，紧密结合当前精准农业航空技术的实际，对航空技术的作业原理和起效机理进行阐述，既可以作为开展精准农业航空技术研究的学术参考用书，又可以作为田间植保作业的理论指导用书，具有极高的学术价值和应用价值，是一套兼具理论性与实践性的图书。
《精准农业航空技术》丛书的出版，对提高我国农业病虫害防治技术，推进我国农业高质量、高产量、高效率生产发展，加强农业与信息技术融合，强化农业支持保护制度，完善农业科技创新体系，加快建设智慧农业，实现农业现代化、实现可持续发展具有重要意义。同时，《精准农业航空技术》丛书也具有较高的应用价值、指导价值、教育价值，是科研与文化、科研与教育、科研与应用的有效统一，对推动科研成果转化为文化产品、实现科研成果的应用价值具有重要意义。
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