2025年智慧农业主推技术：大田农机装备自主作业技术

　　一、基本情况 

　　对大田生产智能化技术不成熟、高质量智能化装备缺乏等问题,聚焦高效自动驾驶、参数精准感知、智能作业调控、协同作业、集群管控五大核心问题,研究突破农机导航自动驾驶系统车载融合技术、作业质量参数在线监测技术、作业智能化调控技术、装备协同作业控制技术、网联集群管控技术,集成创制全程智能化作业装备,构建大田智慧农场应用场景,形成大田农机装备自主作业技术及装备体系。 

　　二、技术要点及成效 

　　(一)技术要点 

　　1.农机导航自动驾驶系统车载融合技术。用于农机高效自主作业路径规划与自动行走控制,包括适配耕种管收全程机型的单机作业和多机协同的高效路径,线性油门、手自一体式变速调节、比例转向等高执行一致性的线控自动部件,实现导航与多种农机高效适配,较国内主流农机无人驾驶效率提升近10%,行走控制可靠性提升超过20%。 

　　2.大田农机作业质量参数在线监测技术。用于农机作业质量分析与调控决策,包括耕深、播种施肥量、喷药量、谷物破碎率、谷物含杂率、谷物损失率等在线监测技术,监测误差不超过5%,实现了大田农机作业效果实时监测,为无人农机装备作业参数调控提供可靠的数据支撑。 

　　3.大田农机作业智能化调控技术。用于耕种管收智能农机高质量作业调控,包括电驱精量播种与施肥技术,播种误差<3%,施肥误差<5%;插秧同步变量施肥控制技术,减少肥料用量15%以上;高效低损收获智能调控技术,实现割台、滚筒、凹板筛、风机等部件参数依据作业质量在线调节,较人工收获,损失率降低0.19%,含杂率降低0.98%,破碎率降低0.14%。 

　　4.异构装备协同作业控制技术。用于多机高效协同作业控制,通过自组网通信进行主从机的位姿、运动参数、部件参数等的实时交互,采用“位—速”耦合控制实现主从和定点两种协同作业模式,创制“插秧—运秧”和“收获—卸粮”协同作业装备,提高插秧及收获的综合作业效率约30%。 

　　5.网联集群管控技术。解决农机数据“孤岛”快速网联通讯和数字化智能管理的难题,通过“数字模型同步”和“云—端”交互通信协议与接口规范,装备数据快速入网与应用,实现“数据—决策—执行—反馈”的智慧农场生产闭环。 

　　(二)降本增效方面 

　　1.智能化无人农机装备实现了除插秧环节外的稻麦智能化和无人化作业,用工量节约超过50%,劳动强度大幅降低,同等人力投入下的日平均作业效率提升20%以上。 

　　2.高精度自动驾驶有效避免了重、漏作业,直线作业误差≤±2.5cm、行距均匀性超过95%,显著改善行间与株间的通风及透光性,有利于稳产增收。 

　　3.在线感知作业质量并自主调控作业,改善了作业质量、进一步提升了农资利用率,稻麦周年平均增产超过5%。 

　　三、应用条件及要求 

　　该技术适用于大田作物规模化种植场景耕种管收全程智能化生产需求,具体要求如下: 

　　1.规则连片,单地块面积在5亩以上,下田坡道宽度不低于1.5倍的农机主机宽度,坡道倾斜度建议不超过15°。 

　　2.大型农机作业场景机耕道路宽度建议不低于4米,小型农机作业场景机耕道路宽度建议不低于3米。 

　　3.配备较为宽敞的停机库,机库出入口满足农机安全出入需求,场景内卫星信号及网络信号良好。 

　　4.操作人员应通过专业培训,详细了解并掌握智能农机装备人工作业及自主作业的操作规范,并掌握必要的维护和检修能力。