智能農業解決方案正在優化生產，通過降低成本提高生產力，提供更好的市場機會，增加價值鏈的可追溯性。在農業機械上運用的先進數字信息化技術主要包括智能感知、衛星導航定位、自動導航駕駛、數字孿生三維可視化應用、路徑規劃與復雜軌跡復用等。

一、智能感知技術

智能感知技術包括機外感知和機內感知。機外感知指對農機作業環境和對象信息參數的感知，包括作物生長及病蟲草害信息感知、作業環境與障礙物信息感知等；機內感知指對農業裝備自身的工作參數及作業狀態參數的感知。農業裝備機內共性參數包括發動機信息、動力輸出信息、扭矩信息、滑轉率、姿態信息、安全隱患信息等。

二、衛星導航定位技術

衛星導航定位技術是目前農業機械應用最為廣泛的技術之一。將衛星定位信息與已有的地圖系統進行算法結合，便可實現實時導航功能。目前應用在農業機械上的衛星導航自動駕駛系統，精度誤差可控制在 ±2.5cm 以內。國內高精度差分導航與定位技術基本通過國內三大運營商信號基站來提供 RTK 信號，可在全國大部分區域得到有效覆蓋。據統計，截止 2021 年末，中國安裝高精度衛星導航自動駕駛系統的農機已超過 6 萬臺，涵蓋拖拉機、收割機、插秧機、植保機等眾多機械類別。

三、自動導航駕駛技術

自動導航駕駛技術可以大幅度提高農業機械的作業質量和作業效率。為實現這一功能，需要農業機械按照衛星導航的路徑進行自動調整姿態自主作業。以輪式農業機械為例，當前實現的方法是利用姿態傳感器、角度傳感器感知車輛姿態、車輪轉向角度，然后將衛星導航信息與農業機械當前的運用狀態參數綜合計算，通過液壓或電控方向盤控制農機行走路線，從而實現自動駕駛作業。中國目前已將該技術廣泛應用于旋耕機、播種機、插秧機、噴霧機和收獲機等眾多農業機械上，其中水田作業機械自動導航系統已居國際領先水平。特別是大型地塊區域作業過程中，由于其作業精度高、穩定性好、誤差修正反應靈敏，可以極大地提高土地利用率，減低生產成本。研究表明，采用自動導航的農業機械作業，可提高作物產量 2%-3%，減少肥料和農藥用量 5%-10%，降低生產成本 5%-10%。

四、數字孿生技術

數字孿生技術還可以與虛擬現實、物聯網等技術結合，搭建三維可視化監控平臺。平臺可以實現對農場環境、農產設備、農作物、顯示傳感器等多種數據的實時監控和可視化，農場主可以通過大屏和移動端對農場設備進行遠程精準控制，對農作物實時勘察農業資源、作物墑情，對農產品線上瀏覽、交易等實現產品溯源。同時，平臺還可以通過GIS地理信息定位技術實現生產環節、物流環節的監控，對農場業務運營和管理進行賦能，打造農產品安全產業鏈。

五、路徑規劃與復雜軌跡復用技術

路徑規劃與復雜軌跡復用技術具備作業路徑自動規劃能力是農業機械實現自動駕駛的前提。當前一般采用“S”形、“幾”字形、“回”字形以及兩者方式組合的路徑進行作業。智能農機按照規劃的路徑進行作業后，軌跡上傳至遠程管理平臺，可以利用平臺數據進行軌跡復用。目前規則地塊的全覆蓋路徑規劃算法已經比較成熟，未來的研究方向是不規則地塊及多障礙、多約束的全覆蓋路徑規劃算法。

資料來源：智研咨詢

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