傳統(tǒng)的農機作業(yè)以駕駛員控制行車技術水平為主，對駕駛員要求非常高，且難保證精度，夜間作業(yè)效果更差。隨著農業(yè)從業(yè)者的年齡不斷增大，有經驗的駕駛員在不斷流失；年輕的人員大多也不愿從事農業(yè)作業(yè)，我國又是一個農業(yè)大國，對于自動機械化生產的呼聲愈發(fā)強烈。

　　近年來，北京市農機鑒定推廣系統(tǒng)致力于推進農機化與信息化融合，開展了農機自動導航駕駛技術、農機全過程作業(yè)質量監(jiān)測技術、農機作業(yè)遠程調度與管理等技術的試驗、示范和推廣應用。

　　那么農機無人駕駛到底是怎么運作的，它怎樣應用于具體耕、種作業(yè)中呢？今天，就跟大家講講前期準備工作農機無人駕駛技術的實際應用情況。

　　前期準備工作

　　如果想讓無人駕駛拖拉機準確無誤的作業(yè)，還必須要做一系列前期準備工作。

　　01地塊數字化規(guī)劃

　　要提前對作業(yè)地塊實地勘察，根據地塊、地力，種植計劃等統(tǒng)籌對地塊進行劃區(qū)，采集每個地塊邊界、障礙物、配套設施等的經緯度等數據。本試驗地塊總面積約200畝，地塊南北長238米、東西長481米，接近于長方形，地塊較為規(guī)整。地塊內還存在灌渠、電線桿、樹等障礙物，比較有代表性。根據需要設置了測試區(qū)、試驗區(qū)、示范區(qū)、機耕道等。利用高精度定位設備對地塊進行了測繪，并對地塊內障礙物進行了測量與標定，形成了地塊地形圖。

　　02測土配方

　　為了提高施肥準確度，保證產量，在確定示范區(qū)地塊后，我們還對土壤5個點位的0-20厘米層級土壤養(yǎng)分情況進行取樣與檢測分析，該地為半沙性土壤、偏堿性，根據土壤有機質、堿解氮、有效磷、速效鉀等測土結果，結合當地種植經驗，給出氮磷鉀比例為20:10:10的施肥建議。根據不同區(qū)域肥力情況，制作了變量施肥圖，為精量施肥奠定基礎。

　　03任務規(guī)劃

　　本次作業(yè)計劃種植普通玉米，我們綜合考慮土壤特性及北京大興氣候條件，最終選擇聯科532品種進行種植，玉米種植設定行距65厘米，株距25厘米，畝株量4000株，底肥一次性深施，根據不同點位土壤肥力施用40-50公斤/畝。整個種植過程包括耕整地、播種并施底肥、植保、收獲、秸稈處理五個環(huán)節(jié)，其中無人駕駛應用于耕整地耙地及播種施肥環(huán)節(jié)。并將相關機具不同區(qū)域控制進行規(guī)劃設計。

　　04路徑規(guī)劃

　　根據地形圖及各環(huán)節(jié)作業(yè)機具幅寬與作業(yè)方式進行了路徑規(guī)劃，并上傳至自動導航駕駛系統(tǒng)中，使農機按照規(guī)劃路線行駛及作業(yè)。

　　關鍵作業(yè)環(huán)節(jié)

　　01耕整地環(huán)節(jié)無人作業(yè)

　　我們使用的動力機械為東風1004型拖拉機，采用無級變速箱，前進、后退各12個檔位，動力100馬力，四驅，最小速度為1.8公里/小時，最高行駛速度33公里/小時。該拖拉機加裝了北斗高精度農機自動駕駛系統(tǒng)車載套件，主要包括電動方向盤、角度傳感器、天線控制器一體機等組件，控制拖拉機行駛方向，可實現厘米級定位。同時，車載控制器通過CAN總線控制發(fā)動機變速箱及液壓提升系統(tǒng)，控制拖拉機行駛速度和擋位及控制播種機等機具實現自動播種及機具提升。CAN總線通過網關與后臺控制平臺進行通訊，以web形式通過手機APP操控實現拖拉機的遠程點火、遠程啟停以及拖拉機實時數據的可視化。

　　我們首先開展了耙地環(huán)節(jié)無人駕駛試驗應用。該環(huán)節(jié)所用機具為1BZ-3.0牽引式圓盤耙，耙地機縱向總長390厘米,橫向總長320厘米,作業(yè)幅寬290厘米，耙地機為牽引式機具，需要與拖拉機液壓輸出連接。

　　現在正在進行無人駕駛耙地作業(yè)，在初始作業(yè)時管理人員只需在手機app上點啟動作業(yè)，即可自動向前行駛并下降機具。在作業(yè)中，由管理人員通過手機即可遙控啟動、作業(yè)、停止，耙地作業(yè)中，全程機具不抬起，依照規(guī)劃線路、速度開展作業(yè)，直線行駛作業(yè)速度為8千米/小時，地頭轉彎時采用U型轉彎，無需后退，轉彎時稍減速，速度為4千米/小時，跳過13個幅寬的距離繼續(xù)向前行駛。作業(yè)結束后農機自動返回。

　　02播種環(huán)節(jié)無人作業(yè)

　　播種所用機具為德邦大為1405型玉米4行懸掛式免耕播種機，可進行電驅施肥和電機排種，能夠實現精準的株距控制和施肥量控制。搭配4G智能電驅播種云監(jiān)控V3系統(tǒng)，可實現播種、施肥在線監(jiān)測，具備漏播、重播、缺種狀況的監(jiān)測報警，同時可對株距、畝播量、播種面積等作業(yè)數據進行監(jiān)管與統(tǒng)計。

　　播種機與無人駕駛拖拉機通過三點懸掛連接，并利用拖拉機發(fā)電機對其進行供電；播種機通過CAN總線與行車控制器連接，利于行車控制器轉發(fā)的GNSS速度數據，可精準執(zhí)行播種及施肥的控制指令。

　　在開始作業(yè)時，與耙地作業(yè)操作一樣，由管理人員通過手機下達啟動指令，拖拉機自主行走到作業(yè)起點位置，放下播種機并開始按照規(guī)劃路徑、規(guī)劃速度開展播種作業(yè)，播種和施肥信息通過互聯網實時回傳至平臺，機手可通過手機端進行監(jiān)控，遇到意外情況能夠隨時終止作業(yè)。當播種機接近地頭時，根據規(guī)劃路徑、規(guī)劃速度，拖拉機減速、機具自動提升，全程不后退，套15個幅寬走U型進入下一個作業(yè)幅寬，放下機具開始加速播種，直至到達預設播種速度。在作業(yè)過程中，種箱量位傳感器根據種、肥箱容積提前計算好加種點位置，到達加種點前會發(fā)消息給平臺和app提醒加種，到達加種點農機自動停止作業(yè)，等加滿種肥后，機手可以再次啟動農機實現繼續(xù)作業(yè)。直到完成全部播種作業(yè)農機自動返回。

　　今天我們介紹了農機無人駕駛技術背景、原理，尤其針對耙地、播種兩個環(huán)節(jié)進行了詳細講解，為大家展示了農機無人駕駛作業(yè)的具體應用細節(jié)。雖然農機無人作業(yè)技術目前尚處于研發(fā)試驗階段，離大規(guī)模應用還有一段不小的差距，但其技術必然會不斷完善，其勢必在不久的將來成為主流。

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網址: 農機無人駕駛技術 http://www.u1s5d6.cn/newsview537532.html