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北斗农机自动驾驶系统的发展现状及未来趋势

2022-07-31 08:50:53

自动驾驶系统精准农业发展到后期的产物,Z早被称为“辅助驾驶系统”它的诞生也仅仅是为了减轻驾驶员的疲劳程度、提高工作效率。随着精准农业的不断发展、人们对于土地利用及高产量的不懈追求,自动驾驶系统在直线度、精度方面的要求也渐渐提高,逐步发展成为现在我们使用的这套完整解决方案。

国内Z早引进自动驾驶系统并进行规模化应用的是黑龙江农垦,它Z初引用的是美国天宝的系统。黑龙江地广人稀,到处都是一望无际的农田,一块地的面积普遍在百亩以上,大的甚至超过上万亩,这么大面积的土地无法通过人工灌溉方式,只能靠天吃饭。农垦采取垄作的方式,既能保证作物的生长也能蓄水。每年的春秋两季,大量的拖拉机将投入到起垄作业中,而他们传统采用的方式是标杆加划印器--驾驶员在拖拉机头配重铁的位置附近,即车的中心轴位置插一根标杆,刚开始一趟走的时候通过人工用米尺等工具画出一条直线,并在上面插上小旗,驾驶员坐在车上让标杆和小旗形成一条直线并不断修正,使拖拉机沿着划好的线前进、作业,同时划印器会在没有工作的区域留下一条计划路径的平行线;然后驾驶员下一趟作业时会沿着这条平行线行驶,这样就保证了起垄的直线性和垄间距。

但是这种作业方式的难点在于对驾驶员的要求很高,一旦驾驶疲劳或者水平不高,就会导致出现弯或者垄间距与标准间距相差过大,给后期收获机的收获造成影响(在出弯或者间距不标准的区域,很多粮食收不上来,这样就造成了粮食的浪费和减产)。而自动驾驶系统的出现恰恰可以解决这一问题:一方面系统的直线度优于人工,另一方面在行间距误差上,“2.5cm的误差”更是人工难以企及的。拖拉机安装上自动驾驶系统之后,作业速度和作业质量明显提高,很多以前不能干起垄作业的司机不仅能参与起垄作业,还能够起出高标准的垄。安装自动驾驶系统之前起垄作业只能白天进行,有了自动驾驶系统之后用户白天晚上都可以作业,这为用户带来了更多的收益,并且标准化作业之后收获机的工作质量和效率也得到了大大提高。

目前国内自动驾驶系统主要安装在拖拉机上,黑龙江农垦以进口凯斯、迪尔、唯美德为主,100 到 400 马力之间,主要用于起垄、播种作业,用户熟悉了设备之后也用来耙地:新疆兵团主要安装的50到200马力的车辆,以福田雷沃、东方红、迪尔为主。随着国家对农业和北斗系统的支持力度不断加大,很多企业开始由代理国外品牌走向自主研发,从GPS 导航到使用北斗导航。越来越多的企业加入到北斗自动驾驶系统的推广中来,2014 年新疆兵团有数百个团场和合作社参与了自动驾驶系统的试装试用,用户对自动驾驶的评价很高目前的自动驾驶系统虽然解决了一些农业上遇到的问题,但是在实际作业过程中,通过技术人员与用户的交流,我们也发现了很多题:一是现在的自动驾驶系统只能安装在拖拉机上,很多需要自动驾驶系统作业的农机现阶段无法安装使用;二是现有自动驾驶系统仅能控制转向轮,作业过程中的起步、停车、升降农具、档位的加减、油门的大小都需要人来控制,使用中也需要人一直在拖拉机上保证作业的连续性和安全性;三是在现有的农业模式里,土地拥有者和负责农业作业的农机户是分开的,农机的拥有者安装了自动驾驶系统,仅仅只能提高作业标准,却没有完全达到省人力、省物力的效果,而后期又没有得到很直观的经济收入的增长,这些对用户的使用说服力稍显不够。

我们可以看到,自动驾驶还存在着很大的升级进步空间,那么究竟往什么方向去改进呢?

很多人Z初听到“自动驾驶系统”这个名称,会不假思索地认为这套系统在驾驶时是不需要人的,就好像自动驾驶汽车一样。然而即使就像自动驾驶汽车一样,研究了这么多年,都还没能真正的走入我们的家庭,实现农业的全自动作业也许还需要等待一几二十年。毕竟公路上行驶的复杂性太高,但是抛去公路上的复杂性不谈,在农业作业中,地块的地形大多比较空旷,环境相对简单,因而我觉得在车辆到达地里之后,实现田间的全自动驾驶作业还是大有希望的。

未来的自动驾驶系统我们可以作出大胆假设:人们在家里电脑上设定好车辆的起始点、终点、行驶轨迹、作业速度、农具升降点,这些信息自动化传输给车载系统,人只需要将车辆和农机开到地里,启动自动驾驶系统,系统就会按照设定好的作业轨迹和作业速度行驶,到规定的地点升降农具,直至作业完后到达指定地点停车,全程操作自动化而不需要人工。Z后工作完毕后,由人开车转场到下一地块,调出设计路线,进行下一个全自动作业。

总之,自动驾驶系统的安装量和整个市场的容量还比较小,自动驾驶系统可以改进的地方还有很多。所谓“青出于蓝而胜于蓝”虽然Z初的自动驾驶系统不是出自中国,但是我们可以努力做到“未来Z优越的自动驾驶系统必定出自中国”,愿所有热爱农业和农机的人们一起努力,为农业的发展、为北斗的未来贡献属于自己的一份力量。



                                                                                                                                       来源司南导航 张冬冬

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