【摘 要】論文依托吉林省智慧農業工程中心和數字農業學科，探索與實踐一種農業低空遙感系統，達到設計成本低、操作簡易的目標。論文闡述了低空遙感系統的功能需求、結構設計、實施方案，詳細描述了系統平臺子系統硬件選型方案、平臺自由度控制方法，強調了串級PID控制對控制實時性、準確性的重要作用。項目產品在數字農業企業測評與試用，課題技術已經細分成大學生教學案例及學業評價指標。

　　【關鍵詞】四旋翼飛行器;監測;低空遙感

　　1 引言

　　吉林農業科技學院在2015年獲得吉林省教育廳審批的吉林省智慧農業工程研究中心，在2018年獲得吉林省數字農業交叉學科。依托智慧農業工程中心和數字農業學科，研究服務農業現代化和鄉村振興相關技術，特別是農業低空遙感、農業物聯網、農村電商、農業大數據分析等內容。智慧農業工程研究中心在農業低空遙感技術方向，采用四旋翼飛行器作為移動平臺，機載傳感器作為數據監測裝置設備，進行應用型研究。

　　吉林農業科技學院的辦學定位是努力建設一流應用型本科高等學校，積極推進以科研助力教學改革。智慧農業工程研究中心也在此方向作出重大貢獻。積極地將農業低空遙感技術及應用案例轉化為教學用例，提高學生的創新創意創業意識，促進應用型教學改革的落地。并且為應用型大學的學生學業評價，提供新的參考指標。

　　2020年第8號臺風“巴威”、第9號臺風“美莎克”和臺風“海神”先后影響東北地區，造成大田農作物的大面積倒伏，旋翼無人機災后測產起到很關鍵的作用。項目實踐與探索一種農業低空遙感系統，達到成本低、操作簡易的目標，適合在農業農村大田耕作期間使用，可以在檢測農田環境、預警作物病蟲害、預估災后產量、預警秸稈焚燒等領域應用。

　　2 系統功能分析

　　農業低空遙感系統通常采用四旋翼飛行器作為大田物理環境空間的移動平臺，機載傳感器作為數據監測裝置設備，機載通信設備作為數據傳送通道。農業低空遙感系統節點可以抽象成為一個可以在大田作物生長的三維物理空間任意移動的質點，該點可以收集周圍環境信息并可以將信息發送回數據處理監測中心。

　　從農業低空遙感系統功能實現的角度分析，本文著重強調系統節點的穩定性和監測物理環境參數的精確性。本文著重強調的系統節點穩定性，也就是四旋翼飛行器作為大田物理環境空間的移動平臺的穩定性。四旋翼飛行器是輸入四驅動和輸出六自由度的欠驅系統，因此，保證飛行器穩定性是研究難點，包括飛行器的上升下降、前行后退、左右移動、橫滾、俯仰、偏航行為的穩定性。同時，智能型、自主型四旋翼飛行器還包括躲避障礙物、循跡邊界、空間定位等輔助功能。本文著重強調的監測物理環境參數的精確性，也就是可以測量節點周圍環境的光照度、溫度、濕度、氣體濃度以及作物生長的圖片、視頻、光譜信息。

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