無人駕駛在汽車領(lǐng)域還有段時間要走，農(nóng)機裝備卻大大超前了！

　　如今，隨著新能源汽車的快速發(fā)展，自動駕駛已經(jīng)成為眾多新能源汽車公司以及科技公司布局的主要方向。但是鑒于汽車行駛道路的復(fù)雜性以及高危性，顯然無人駕駛還有一段路要走。而相較于汽車而言，“土里土氣”的農(nóng)機裝備在無人駕駛領(lǐng)域卻獲得了超前的發(fā)展。

　　從2018年開始，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財政部首次將農(nóng)業(yè)終端北斗系統(tǒng)納入全國農(nóng)機購置財政資金補貼目錄范圍，這標(biāo)志著我國在農(nóng)用拖拉機駕駛操作和農(nóng)機具作業(yè)中，己進入了引導(dǎo)推廣使用農(nóng)機自動駕駛導(dǎo)航操作和農(nóng)機作業(yè)面積、質(zhì)量智能信息化監(jiān)測的新階段；這也預(yù)示著拖拉機駕駛自動導(dǎo)航系統(tǒng)，將成為拖拉機尤其是大馬力拖拉機必備、離不開的拖拉機駕駛作業(yè)中的輔助智能工具。屆時，無論是老機手還是新機手，在自動導(dǎo)航系統(tǒng)的輔助下，無疑將獲得同等的作業(yè)效果。誰早認(rèn)識、早配置、就早受益。

　　農(nóng)用終端北斗系統(tǒng)有什么功能?

　　目前我國納入2018-2020年農(nóng)機購置補貼產(chǎn)品范圍內(nèi)支持推廣應(yīng)用的農(nóng)用北斗終端系統(tǒng)，主要有兩類設(shè)備產(chǎn)品：一是農(nóng)用終端北斗導(dǎo)航(含漁船用)自動駕駛系統(tǒng)和農(nóng)用終端北斗導(dǎo)航含漁船用輔助駕駛系統(tǒng)；二是稱為陸地農(nóng)用北斗終端，即遠(yuǎn)程電子監(jiān)測終端設(shè)備，如安裝在深松機上監(jiān)測作業(yè)面積和質(zhì)量的儀器，也稱為深松作業(yè)監(jiān)測儀。

　　農(nóng)機(拖拉機)自動駕駛系統(tǒng)，是集衛(wèi)星接收、定位、控制于一體的綜合性系統(tǒng)，主要由GNSS天線、基準(zhǔn)站、北斗/GNSS M300接收機、顯示器、控制器、液壓閥、角度傳感器等部分組成。作業(yè)拖拉機根據(jù)位置傳感器(GNSS衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)等)設(shè)計好的行走路線，控制器根據(jù)衛(wèi)星定位的坐標(biāo)及車輪的轉(zhuǎn)動情況，實時向液壓控制閥發(fā)送指令，通過控制液壓系統(tǒng)油量的流量和流向，控制農(nóng)機(拖拉機)的行駛，確保車輛按照導(dǎo)航顯示器設(shè)定的路線行駛。并將拖拉機的作業(yè)精度控制在±2.5厘米以內(nèi)進行農(nóng)業(yè)耕作，可用于翻地、耙地、旋耕、起壟、深松、播種、鋪膜、噴藥、收割等農(nóng)業(yè)作業(yè)。

　　拖拉機配置農(nóng)機自動導(dǎo)航駕駛系統(tǒng)后，可以走曲線、也可以走圓弧，還可以走自定義曲線；利用農(nóng)機自動導(dǎo)航，拖拉機可以實現(xiàn)自動行走，速度方面也可以達(dá)到11Mile/h，而人來操作只能達(dá)7-8Mile/h。

　　RTK基站部分主要包括：基準(zhǔn)站，接收北斗/GNSS衛(wèi)星信號，并實時輸出高精度的RTK差分?jǐn)?shù)據(jù)；GNSS天線：接收北斗/GNSS衛(wèi)星信號；發(fā)射電臺：大功率發(fā)射電臺，用于基站差分?jǐn)?shù)據(jù)的發(fā)射傳輸電臺發(fā)射天線：用于電臺信號的發(fā)射。

　　拖拉機車載部分主要包括，車載接收機：接收衛(wèi)星信號，并結(jié)合電臺差分?jǐn)?shù)據(jù)，輸出精確定位信息；顯示器：直觀提供用戶使用界面，方便調(diào)整作業(yè)模式和控制自動駕駛狀態(tài)；角度傳感器：實時感應(yīng)車輛轉(zhuǎn)向角度并向控制器發(fā)送高精度轉(zhuǎn)向信息；液壓閥：根據(jù)控制單元發(fā)送的指令，實時控制液壓流量和流向，保證拖拉機始終按設(shè)定路線行駛；控制器：根據(jù)北斗接收機與角度傳感器的信息計算處理從北斗接收機和角度傳感器所收到的信息，并向液壓閥實時發(fā)送指令。

　　基站方案有三種：

　　1)固定基站:作業(yè)區(qū)域相對固定的用戶可采用固定基站，固定基站在架設(shè)后可以連續(xù)24小時運行，省去了每天重復(fù)的基站架設(shè)工作，供電方面可采用民用電或UDP供電，保證基站可以連續(xù)可靠穩(wěn)定的運行，而且固定基站的坐標(biāo)不會因斷電或者重啟而發(fā)生改變，每一塊地只需定一次AB線，以后每一年都可以按照排名靠前次的AB線作業(yè)。固定基站的通信方式，可以采用無線電臺或網(wǎng)絡(luò)的方式，無線電大功率(35W)作業(yè)半徑在20公里(距離主要取決于基站發(fā)射天線的架設(shè)高度)。網(wǎng)絡(luò)模式作業(yè)距離可以達(dá)到70公里(滿足RTK快速解算的效果)。

　　2)移動基站:對于經(jīng)?？鐓^(qū)域農(nóng)機作業(yè)或者作業(yè)區(qū)域距離較遠(yuǎn)的用戶，可以選擇移動基站的方式。移動基站是直接架設(shè)在所作業(yè)的地塊地頭，具體通信方式可以采用無線電臺或網(wǎng)絡(luò)方式。無線電臺方式可采用小功率電臺(5W/2W)即可。它有兩種可選配置：一是分體式，每一個部件相對獨立，采用插拔式快速接頭單線連接，方便用戶根據(jù)實際情況實時調(diào)整，適應(yīng)性較強，配有野外工作箱，方便用戶攜帶。二是一體式，將GNSS天線、接收機、發(fā)射電臺、電池等整合到一起，一分鐘即可架設(shè)好基站。

　　3)多基站系統(tǒng):對于農(nóng)機作業(yè)區(qū)域較大并且自動駕駛拖拉機等農(nóng)機經(jīng)常有跨區(qū)域作業(yè)的情況下，可以考慮單獨建立多基站系統(tǒng)，進行區(qū)域多基站的聯(lián)測聯(lián)網(wǎng)，統(tǒng)一坐標(biāo)系統(tǒng)。如果當(dāng)?shù)匾呀?jīng)建立專業(yè)的CORS(連續(xù)運行參考站系統(tǒng))，可以考慮直接接入當(dāng)?shù)谻ORS系統(tǒng)，無需自己架設(shè)基站，減少基站的投入。

　　農(nóng)用北斗終端，即遠(yuǎn)程電子監(jiān)測終端設(shè)備，是農(nóng)用北斗遠(yuǎn)程電子監(jiān)測系統(tǒng)的一部分，這個系統(tǒng)由終端、平臺、計算機通信網(wǎng)絡(luò)等組成。通過系統(tǒng)各組成部分之間的互聯(lián)互通，實現(xiàn)深松作業(yè)管理和數(shù)據(jù)交換共享。

　　使用農(nóng)用終端北斗系統(tǒng)為啥好?

　　在美國農(nóng)場考察時筆者曾看到，75歲的農(nóng)場主，還在駕駛著200多馬力以上的拖拉機進行田間作業(yè)，他頗有心得地說，有了農(nóng)機自動導(dǎo)航規(guī)劃好作業(yè)路線與駕駛輔助系統(tǒng)，開拖拉機對我也是一個輕松的事。新疆遠(yuǎn)遠(yuǎn)眺望萬頃地膜覆蓋的棉田，一行行數(shù)千米像田徑場跑道一樣比直，這也是應(yīng)用了農(nóng)用農(nóng)機終端北斗系統(tǒng)的結(jié)果。

　　安裝自動駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)，已是國際上發(fā)達(dá)國家農(nóng)機智能化的第一步需要裝備的智能設(shè)備，大型農(nóng)機特別是大型拖拉機必要裝備。在美國約翰迪爾、凱斯等公司生產(chǎn)制造的100馬力以上大馬力拖拉機，在出廠之前，已經(jīng)配置農(nóng)機自動導(dǎo)航系統(tǒng)等，可以供用戶選擇。目前在農(nóng)場80%的大型拖拉機都已配備了這樣裝備。

　　日本農(nóng)林水產(chǎn)省已經(jīng)設(shè)定在2018年之前實現(xiàn)農(nóng)田自動駕駛系統(tǒng)的普及，以及2020年之前實現(xiàn)無人遠(yuǎn)程監(jiān)控系統(tǒng)商業(yè)化的目標(biāo)。目前，據(jù)相關(guān)人員透露，日本政府已經(jīng)著手構(gòu)建農(nóng)林水產(chǎn)方面的數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)和平臺，這意味著在可預(yù)期的未來，標(biāo)準(zhǔn)將不再是阻礙。

　　近些年拖拉機自動駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)，在我國的黑龍江、新疆、吉林等地也正在得到示范推廣應(yīng)用，并且顯示出其技術(shù)的優(yōu)勢，是農(nóng)機運用中**應(yīng)率先采用的智能化技術(shù)。

　　我國精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的積極推動者，中國工程院院士陳學(xué)庚曾總結(jié)指出，衛(wèi)星導(dǎo)航拖拉機自動駕駛技術(shù)在新疆兵團逐步從小面積試驗向大面積試驗示范邁進。兵團應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位自動駕駛進行棉花播種，使技術(shù)和經(jīng)濟效益雙提高。

　　一是使機械播種質(zhì)量明顯提高。能一次完成鋪膜、鋪管、播種作業(yè)，1000m播行垂直誤差不超過2cm，有效解決了農(nóng)機播種作業(yè)中出現(xiàn)的“播不直、接不上茬”的老大難問題。實現(xiàn)了‘無縫連接’。”北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)與精量播種機的完美結(jié)合，實現(xiàn)了千米接行誤差不大于2.5厘米，且接行準(zhǔn)確，播行端直，又為之后作物中耕打藥、施肥、收獲作業(yè)提供便利，使農(nóng)機工作效率提高了50%。機手具備基本操作技能即可作業(yè)。

　　二是北斗導(dǎo)航自動駕駛系統(tǒng)用于精準(zhǔn)播種作業(yè)可以不受光線限制，實現(xiàn)了全天不間斷作業(yè)，對于搶抓農(nóng)時，適時播種意義重大。采用衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)不受光線限制，農(nóng)機駕駛員操作時只需要踩油門和剎車，不用操作方向盤，可實現(xiàn)24小時不間斷播種，有效降低了駕駛員勞動強度。同時可以適當(dāng)減少參加作業(yè)的機具數(shù)量，增加單臺作業(yè)收入20%到30%，穩(wěn)定的農(nóng)機經(jīng)營者收入。

　　三是有利于提高采棉機采凈率。突破了"播行不直、播行不準(zhǔn)"的瓶頸問題，與人工駕駛拖拉機播種作業(yè)相比，使駕駛采棉機的采凈率提高2一3%，每畝增加收入60至90元。

　　四是提高了土地利用率。加裝導(dǎo)航系統(tǒng)的，拖拉機行駛均勻，**大程度減少了土地的浪費，土地利用率提高0.5~1%，減少了消耗的同時，增加了作物產(chǎn)量

　　五是有利于提高中耕作物作業(yè)質(zhì)量。播種、甜菜丶玉米、番茄等勞耕作業(yè)保護寬度縮小，施傷苗率和漏肥率減少，肥料利用率增加，除草和施肥效果增強，至少提高作物產(chǎn)量百分之2~2%。

　　六是提高植保作業(yè)質(zhì)量。用于播前噴施除草劑、田間管理階段噴施作物生長調(diào)節(jié)劑，秋后噴施化學(xué)脫葉催熟劑，可確保接茬準(zhǔn)確，施藥精準(zhǔn)，不重不漏，減少了化學(xué)藥劑對土壤污染

　　七是提高殘膜回收率。殘膜回收是新疆棉花生產(chǎn)中可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略問題，利用北斗系統(tǒng)精準(zhǔn)找準(zhǔn)鋪膜軌跡，將膜邊挖出，膜回收率提高8一10%。

　　湖北在進行“基于厘米級終端的農(nóng)機自動駕駛精細(xì)耕種系統(tǒng)"，技術(shù)應(yīng)用示范中，體現(xiàn)出**大功效是提高作業(yè)效率和降低生產(chǎn)成本。在農(nóng)田作業(yè)尤其是農(nóng)忙時節(jié)，可以人歇機不停，夜間也能自動作業(yè)，而且作業(yè)質(zhì)量不降低，可延長農(nóng)機1倍作業(yè)時間。

　　可以說在農(nóng)業(yè)終端北斗系統(tǒng)能夠大幅提高作業(yè)效率、作業(yè)質(zhì)量以及作業(yè)精度的基礎(chǔ)上，農(nóng)業(yè)農(nóng)村部、財政部將農(nóng)業(yè)終端北斗系統(tǒng)納入全國農(nóng)機購置財政資金補貼目錄范圍，這將大大推動我國農(nóng)機裝備的智能化進程，自動駕駛乃至無人駕駛將成為國內(nèi)農(nóng)機作業(yè)一股新的浪潮。