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(jī)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(jī)購置財政資金補(bǔ)貼目錄范圍，這標(biāo)志著我國在農(nóng)用拖拉機(jī)駕駛操作和農(nóng)機(jī)具作業(yè)中，己進(jìn)入了引導(dǎo)推廣使用農(nóng)機(jī)自動駕駛導(dǎo)航操作和農(nóng)機(jī)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(jī)駕駛自動導(dǎo)航系統(tǒng)，將成為拖拉機(jī)尤其是大馬力拖拉機(jī)必備、離不開的拖拉機(jī)駕駛作業(yè)中的輔助智能工具。屆時，無論是老機(jī)手還是新機(jī)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(jī)購置補(bǔ)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(jī)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(jī)(拖拉機(jī))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(jī)、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(jī)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(jī)(拖拉機(jī))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(jī)的作業(yè)精度控制在±2.5厘米以內(nèi)進(jìn)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(jī)配置農(nóng)機(jī)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(jī)自動導(dǎo)航，拖拉機(jī)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(jī)車載部分主要包括，車載接收機(jī)：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(jī)始終按設(shè)定路線行駛；控制器：根據(jù)北斗接收機(jī)與角度傳感器的信息計算處理從北斗接收機(jī)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(yùn)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(yùn)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(jī)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(qiáng)，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(jī)、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(jī)作業(yè)區(qū)域較大并且自動駕駛拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)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(jìn)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(yùn)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(jī)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(jī)進(jìn)行田間作業(yè)，他頗有心得地說，有了農(nóng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)智能化的第一步需要裝備的智能設(shè)備，大型農(nóng)機(jī)特別是大型拖拉機(jī)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(jī)，在出廠之前，已經(jīng)配置農(nóng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)運(yùn)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(jī)自動駕駛技術(shù)在新疆兵團(tuán)逐步從小面積試驗向大面積試驗示范邁進(jìn)。兵團(tuán)應(yīng)用衛(wèi)星導(dǎo)航定位自動駕駛進(jìn)行棉花播種，使技術(shù)和經(jīng)濟(jì)效益雙提高。

　　一是使機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)工作效率提高了50%。機(jī)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(jī)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(qiáng)度。同時可以適當(dāng)減少參加作業(yè)的機(jī)具數(shù)量，增加單臺作業(yè)收入20%到30%，穩(wěn)定的農(nóng)機(jī)經(jīng)營者收入。

　　三是有利于提高采棉機(jī)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(jī)播種作業(yè)相比，使駕駛采棉機(jī)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(jī)行駛均勻，**大程度減少了土地的浪費(fèi)，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(hù)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(qiáng)，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(jìn)行“基于厘米級終端的農(nóng)機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)購置財政資金補(bǔ)貼目錄范圍，這將大大推動我國農(nóng)機(jī)裝備的智能化進(jìn)程，自動駕駛乃至無人駕駛將成為國內(nèi)農(nóng)機(jī)作業(yè)一股新的浪潮。