無人駕駛農(nóng)機(jī)：收割機(jī)和運(yùn)糧車配合精準(zhǔn)作業(yè) 誤差控制在厘米級(jí)

羅錫文在田間地頭講解智慧農(nóng)業(yè)。

無人駕駛的農(nóng)機(jī)正在作業(yè)中。

　　7月初的炎夏，華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教學(xué)科研基地的稻田郁郁蔥蔥。一輛無人駕駛噴霧機(jī)駛出機(jī)庫(kù)，并充分展現(xiàn)出“智商”。機(jī)器經(jīng)過兩次靈活轉(zhuǎn)彎到達(dá)田里，展開兩側(cè)長(zhǎng)長(zhǎng)的噴桿又縮了回去。它發(fā)現(xiàn)自己所在位置不對(duì)，重新調(diào)整位置再次打開噴桿開始作業(yè)，在半小時(shí)內(nèi)完成了14畝水稻田的噴霧工作。

　　這個(gè)場(chǎng)景出現(xiàn)在近日由廣州市科協(xié)與廣州日?qǐng)?bào)主辦，廣州市科學(xué)技術(shù)普及中心、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)南方農(nóng)業(yè)機(jī)械與裝備關(guān)鍵技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東廣播電視臺(tái)珠江經(jīng)濟(jì)臺(tái)、廣州喜揚(yáng)揚(yáng)傳媒有限公司、新快報(bào)zaker廣州承辦的廣州科普大講壇第175期《“智慧農(nóng)業(yè)”助力全面小康》中。中國(guó)工程院院士羅錫文表示，他面前的水稻田，在今年5月9日使用了無人駕駛水稻直播機(jī)完成播種，9月9日則是收獲的時(shí)候。屆時(shí)無人駕駛的收割機(jī)和運(yùn)糧車將配合精準(zhǔn)作業(yè)，誤差可以控制在厘米級(jí)。

　　無人農(nóng)場(chǎng)五大特點(diǎn)

　　耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋；機(jī)庫(kù)田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動(dòng)；自動(dòng)避障異況停車保安全；作物生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)全監(jiān)控；智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人。

　　專家觀點(diǎn)

　　“無人駕駛只是無人農(nóng)場(chǎng)的一種支撐技術(shù)，如果只是無人駕駛農(nóng)機(jī)在田間跑兩圈，那絕對(duì)不是無人農(nóng)場(chǎng)。無人農(nóng)場(chǎng)涉及生物技術(shù)、智能農(nóng)機(jī)、信息技術(shù)三大技術(shù)領(lǐng)域。”

　　無人駕駛農(nóng)機(jī)：1.3小時(shí)完成14畝水稻播種

　　“我在農(nóng)村長(zhǎng)大耕種管收這些農(nóng)活我都干過。我的一個(gè)指頭比常人短了幾毫米，是之前割稻谷時(shí)受傷導(dǎo)致的。”深耕農(nóng)業(yè)機(jī)械研究近半個(gè)世紀(jì)的羅錫文說，中國(guó)城鎮(zhèn)化進(jìn)程加快，農(nóng)村勞動(dòng)力仍存在季節(jié)性短缺，中國(guó)人把飯碗端在自己手上依然重要。而鄉(xiāng)村振興重要的是做好產(chǎn)業(yè)振興，這需要改變農(nóng)業(yè)作業(yè)方式。“誰來種田”和“怎樣種田”的答案就是機(jī)械化和智能化。“鐵牛要代替耕牛，智能控制要代替人腦操作。”他說。所以2004年起，羅錫文團(tuán)隊(duì)就開展了無人駕駛農(nóng)業(yè)機(jī)械關(guān)鍵技術(shù)的研究。

　　經(jīng)過十余年的研究，如今在華南農(nóng)業(yè)大學(xué)增城教學(xué)科研基地的無人農(nóng)場(chǎng)，無人駕駛播種機(jī)、無人駕駛高地隙寬幅噴霧機(jī)和無人駕駛收獲機(jī)等高科技農(nóng)機(jī)一一陳列。從外觀上看，這些機(jī)器的與眾不同之處，便是機(jī)身上的“蘑菇頭”，那是實(shí)現(xiàn)北斗衛(wèi)星高精度定位的關(guān)鍵裝置。“我們的導(dǎo)航定位精度和導(dǎo)航控制精度已經(jīng)和西方技術(shù)水平相當(dāng)。在北斗全面組網(wǎng)完成后，導(dǎo)航定位準(zhǔn)確程度還能更高。”羅錫文說。

　　智能農(nóng)機(jī)干的農(nóng)活也會(huì)更加出色。5月9日，無人駕駛播種機(jī)就在這片無人農(nóng)場(chǎng)進(jìn)行作業(yè)，它采用北斗衛(wèi)星定位技術(shù)和融合定位算法來確定路線，何時(shí)轉(zhuǎn)彎、何時(shí)下田都已經(jīng)設(shè)計(jì)好了。如果作業(yè)途中遇上躥出來的小動(dòng)物，農(nóng)機(jī)還能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)避障。在1.3小時(shí)內(nèi)，這臺(tái)播種機(jī)以精準(zhǔn)的行距和穴距完成了14畝水稻田播種作業(yè)。

　　因?yàn)榫珳?zhǔn)播種，無人農(nóng)場(chǎng)的種植效果比人工好。田間更加通風(fēng)透氣，也可減少施肥打藥，提高土地利用率。而且，人駕駛農(nóng)機(jī)時(shí)難免偶爾會(huì)疲憊作業(yè)，而無人駕駛的智能農(nóng)機(jī)則可以24小時(shí)連續(xù)作業(yè)。

　　預(yù)計(jì)未來五年進(jìn)入推廣階段

　　令羅錫文感到開心的是，無人農(nóng)場(chǎng)的建設(shè)不斷深入人心，得到了業(yè)界的重視。以前的拖拉機(jī)沒有安裝導(dǎo)航系統(tǒng)，過去十年間在全國(guó)各地，羅錫文院士團(tuán)隊(duì)?wèi)?yīng)農(nóng)民的要求給拖拉機(jī)加裝導(dǎo)航。而如今中國(guó)主要拖拉機(jī)廠都已實(shí)現(xiàn)出廠就自帶導(dǎo)航。

　　“我們**近也接到不少電話，山東想搞小麥無人農(nóng)場(chǎng)，三水想搞花生無人農(nóng)場(chǎng)，這是個(gè)好事。”他說。

　　羅錫文說，無人農(nóng)場(chǎng)要體現(xiàn)智能農(nóng)機(jī)的作業(yè)效率，需要平整度高、面積遼闊的耕地，也需要新型經(jīng)營(yíng)主體擴(kuò)大經(jīng)營(yíng)規(guī)模，進(jìn)行連片種植。所以無人農(nóng)場(chǎng)未來五年會(huì)在全國(guó)逐步推廣，未來十年將加快推廣，并且首先會(huì)在北方取得成果。

　　無人農(nóng)場(chǎng)優(yōu)勢(shì)：無時(shí)空限制可進(jìn)行信息監(jiān)測(cè)

　　無人農(nóng)場(chǎng)上，無人駕駛的農(nóng)機(jī)令人印象深刻。但羅錫文說，無人駕駛并不等于無人農(nóng)場(chǎng)。“我總結(jié)了無人農(nóng)場(chǎng)的五個(gè)特點(diǎn)，耕種管收生產(chǎn)環(huán)節(jié)全覆蓋；機(jī)庫(kù)田間轉(zhuǎn)移作業(yè)全自動(dòng)；自動(dòng)避障異況停車保安全；作物生產(chǎn)過程實(shí)時(shí)全監(jiān)控；智能決策精準(zhǔn)作業(yè)全無人。”他說，無人駕駛只是無人農(nóng)場(chǎng)的一種支撐技術(shù)，如果只是無人駕駛農(nóng)機(jī)在田間跑兩圈，那絕對(duì)不是無人農(nóng)場(chǎng)。

　　據(jù)羅錫文介紹，無人農(nóng)場(chǎng)涉及生物技術(shù)、智能農(nóng)機(jī)、信息技術(shù)三大技術(shù)領(lǐng)域。首先生物技術(shù)在于要選擇適合機(jī)械化作業(yè)的品種和栽培模式。智能農(nóng)機(jī)主要是為實(shí)現(xiàn)無人作業(yè)和無人駕駛，農(nóng)機(jī)要具有智能感知、智能導(dǎo)航和智能管理的功能。這意味著農(nóng)機(jī)可以精準(zhǔn)定位作業(yè)，還可根據(jù)農(nóng)作物的情況進(jìn)行打藥施肥，而在系統(tǒng)后臺(tái)則可以檢測(cè)機(jī)器是否正常作業(yè)。

　　信息技術(shù)則是實(shí)現(xiàn)機(jī)器與人、機(jī)器與機(jī)器之間通訊的關(guān)鍵。“比如我在新疆開拖拉機(jī)，山東的廠家就能監(jiān)測(cè)到拖拉機(jī)的運(yùn)行問題，并提醒要更改某些作業(yè)參數(shù)。”羅錫文說。

　　在無人農(nóng)場(chǎng)，一個(gè)農(nóng)民同時(shí)操作幾臺(tái)機(jī)器作業(yè)不再是夢(mèng)想。華南農(nóng)業(yè)大學(xué)羅錫文院士團(tuán)隊(duì)教授胡煉告訴記者，“在無人農(nóng)場(chǎng)，農(nóng)戶只需要在操作平臺(tái)進(jìn)行任務(wù)選擇，并匹配各種農(nóng)機(jī)。農(nóng)機(jī)就會(huì)按照設(shè)定任務(wù)在不同時(shí)間自行作業(yè)，平臺(tái)還會(huì)顯示農(nóng)機(jī)的作業(yè)情況。”

　　無人農(nóng)場(chǎng)的農(nóng)機(jī)已經(jīng)不局限在地面，也在空中。羅錫文院士團(tuán)隊(duì)目前使用無人機(jī)來進(jìn)行作物長(zhǎng)勢(shì)信息監(jiān)測(cè)，獲得養(yǎng)分豐缺、病蟲害等信息。以水稻為例，無人機(jī)獲得的信息在終端平臺(tái)會(huì)以多光譜圖像呈現(xiàn)。這些圖像經(jīng)過農(nóng)學(xué)家所建立的決策知識(shí)系統(tǒng)分析，便形成作業(yè)處方圖。變量施肥飛機(jī)會(huì)根據(jù)處方圖規(guī)劃航線一鍵起降，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)施肥。