政策青睞！科技創(chuàng)新賦能智慧農(nóng)業(yè)科學(xué)發(fā)展

智能農(nóng)業(yè)解決方案正在優(yōu)化生產(chǎn)，通過降低成本提高生產(chǎn)力，提供更好的市場機(jī)會，增加價值鏈的可追溯性。在農(nóng)業(yè)機(jī)械上運(yùn)用的先進(jìn)數(shù)字信息化技術(shù)主要包括智能感知、衛(wèi)星導(dǎo)航定位、自動導(dǎo)航駕駛、數(shù)字孿生三維可視化應(yīng)用、路徑規(guī)劃與復(fù)雜軌跡復(fù)用等。

一、智能感知技術(shù)

智能感知技術(shù)包括機(jī)外感知和機(jī)內(nèi)感知。機(jī)外感知指對農(nóng)機(jī)作業(yè)環(huán)境和對象信息參數(shù)的感知，包括作物生長及病蟲草害信息感知、作業(yè)環(huán)境與障礙物信息感知等；機(jī)內(nèi)感知指對農(nóng)業(yè)裝備自身的工作參數(shù)及作業(yè)狀態(tài)參數(shù)的感知。農(nóng)業(yè)裝備機(jī)內(nèi)共性參數(shù)包括發(fā)動機(jī)信息、動力輸出信息、扭矩信息、滑轉(zhuǎn)率、姿態(tài)信息、安全隱患信息等。

二、衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)

衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)是目前農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用最為廣泛的技術(shù)之一。將衛(wèi)星定位信息與已有的地圖系統(tǒng)進(jìn)行算法結(jié)合，便可實現(xiàn)實時導(dǎo)航功能。目前應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的衛(wèi)星導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)，精度誤差可控制在 ±2.5cm 以內(nèi)。國內(nèi)高精度差分導(dǎo)航與定位技術(shù)基本通過國內(nèi)三大運(yùn)營商信號基站來提供 RTK 信號，可在全國大部分區(qū)域得到有效覆蓋。據(jù)統(tǒng)計，截止 2021 年末，中國安裝高精度衛(wèi)星導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)的農(nóng)機(jī)已超過 6 萬臺，涵蓋拖拉機(jī)、收割機(jī)、插秧機(jī)、植保機(jī)等眾多機(jī)械類別。

三、自動導(dǎo)航駕駛技術(shù)

自動導(dǎo)航駕駛技術(shù)可以大幅度提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的作業(yè)質(zhì)量和作業(yè)效率。為實現(xiàn)這一功能，需要農(nóng)業(yè)機(jī)械按照衛(wèi)星導(dǎo)航的路徑進(jìn)行自動調(diào)整姿態(tài)自主作業(yè)。以輪式農(nóng)業(yè)機(jī)械為例，當(dāng)前實現(xiàn)的方法是利用姿態(tài)傳感器、角度傳感器感知車輛姿態(tài)、車輪轉(zhuǎn)向角度，然后將衛(wèi)星導(dǎo)航信息與農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)前的運(yùn)用狀態(tài)參數(shù)綜合計算，通過液壓或電控方向盤控制農(nóng)機(jī)行走路線，從而實現(xiàn)自動駕駛作業(yè)。中國目前已將該技術(shù)廣泛應(yīng)用于旋耕機(jī)、播種機(jī)、插秧機(jī)、噴霧機(jī)和收獲機(jī)等眾多農(nóng)業(yè)機(jī)械上，其中水田作業(yè)機(jī)械自動導(dǎo)航系統(tǒng)已居國際領(lǐng)先水平。特別是大型地塊區(qū)域作業(yè)過程中，由于其作業(yè)精度高、穩(wěn)定性好、誤差修正反應(yīng)靈敏，可以極大地提高土地利用率，減低生產(chǎn)成本。研究表明，采用自動導(dǎo)航的農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)，可提高作物產(chǎn)量 2%-3%，減少肥料和農(nóng)藥用量 5%-10%，降低生產(chǎn)成本 5%-10%。

四、數(shù)字孿生技術(shù)

數(shù)字孿生技術(shù)還可以與虛擬現(xiàn)實、物聯(lián)網(wǎng)等技術(shù)結(jié)合，搭建三維可視化監(jiān)控平臺。平臺可以實現(xiàn)對農(nóng)場環(huán)境、農(nóng)產(chǎn)設(shè)備、農(nóng)作物、顯示傳感器等多種數(shù)據(jù)的實時監(jiān)控和可視化，農(nóng)場主可以通過大屏和移動端對農(nóng)場設(shè)備進(jìn)行遠(yuǎn)程精準(zhǔn)控制，對農(nóng)作物實時勘察農(nóng)業(yè)資源、作物墑情，對農(nóng)產(chǎn)品線上瀏覽、交易等實現(xiàn)產(chǎn)品溯源。同時，平臺還可以通過GIS地理信息定位技術(shù)實現(xiàn)生產(chǎn)環(huán)節(jié)、物流環(huán)節(jié)的監(jiān)控，對農(nóng)場業(yè)務(wù)運(yùn)營和管理進(jìn)行賦能，打造農(nóng)產(chǎn)品安全產(chǎn)業(yè)鏈。

五、路徑規(guī)劃與復(fù)雜軌跡復(fù)用技術(shù)

路徑規(guī)劃與復(fù)雜軌跡復(fù)用技術(shù)具備作業(yè)路徑自動規(guī)劃能力是農(nóng)業(yè)機(jī)械實現(xiàn)自動駕駛的前提。當(dāng)前一般采用“S”形、“幾”字形、“回”字形以及兩者方式組合的路徑進(jìn)行作業(yè)。智能農(nóng)機(jī)按照規(guī)劃的路徑進(jìn)行作業(yè)后，軌跡上傳至遠(yuǎn)程管理平臺，可以利用平臺數(shù)據(jù)進(jìn)行軌跡復(fù)用。目前規(guī)則地塊的全覆蓋路徑規(guī)劃算法已經(jīng)比較成熟，未來的研究方向是不規(guī)則地塊及多障礙、多約束的全覆蓋路徑規(guī)劃算法。

資料來源：智研咨詢

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