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无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板

点击: 时间:2019-06-24 17:45 作者:慕罄白  来源:第一农经 

  6月11日,在山东省淄博市临淄区朱台镇禾丰种业生态无人农场的麦田里,多台无人驾驶的拖拉机、777彩票国际彩票登入收获机、播种施肥一体机、植保无人机、秸秆粉碎灭茬混土还田机等农机装备上演了一场 “大练兵”,集中展示了最新的农机无人驾驶技术成果,不仅让与会者大饱眼福、倍感振奋,也让大家看到了农业的未来。
无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板
无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板
  无人农机秀出十八般武艺
  这个由山东理工大学与淄博禾丰种业公司合作共建的生态无人农场,经历了两年多的筹备,于今年3月正式开工建设,集合了山东理工大学农机、交通、机械、计算机、电气、资环学院相关重点学科技术骨干组成50多人的跨学科大团队。短短3个月,在小麦、玉米种植关键生产作业环节的无人化作业上取得了可喜进展。
  当日上午,这些技术成果进行了集中演示,无人农机竞相上场秀出十八般武艺。
  率先起飞的三架遥感无人机是生态无人农场的 “眼睛”,可获取作物的全方位信息。大疆精灵4rtk具有厘米级定位精度,可以为地面作业农机和植保无人机提供精准作业地图;搭载长光禹辰自主研发MS600多光谱相机的无人机可获取小麦多光谱数据,为小麦品种识别、产量估算和病情监测提供基础数据;山东理工大学自主研发的可见光遥感无人机可同时实现视频、飞机状态参数的实时回传,获取农场作物现状视频和影像数据。
  轻装上阵的由淄博市农机研究所研发的小型植保机器人轻巧灵活,能在田间自由穿梭。另一款地面智能喷雾植保机器人能完全实现无人驾驶,自动规划路线,地头自动转弯掉头,可同时喷洒农药和叶面肥。
  山东理工大学自主研发的无人驾驶高地隙植保机,能根据当前位置自动寻找作业路径,直线导航误差小于5厘米。极飞P30植保无人机可以一键起飞、一键返航、一控多机、全自主飞行。这些智能化的无人植保机械均可以实现人药分离。
  引人注目的东方红1104-C无人驾驶拖拉机和玉米条带耕精密播种机,虽是“重量级选手”但行走自如,可以实现直线行驶作业、地头自动调头及自动避障,同时还可以实现挂接农机具的自动升降,整个作业过程均是无人化操控。
  此外,由山东理工大学与北京合众思壮科技股份公司共同开发的智能化小麦收获机,不仅实现了田间直线作业的无人操控,还能有效减少漏收,降低收获损失。
  无人驾驶农机能够极大地提高农业生产效率,提高作业精准度,将给农业生态带来翻天覆地的变化。
  生态无人农场团队负责人、法国欧洲科学院兰玉彬院士表示,这次演示的无人驾驶技术属于国内领先,涉及耕种管收全过程,采用天、空、地一体化技术进行全方位信息采集和处理,已经实现了云端农田的边界设置、耕作路线规划等,实现农机直行、转向、倒车等控制,完成了农田里全无人驾驶的第一步。
  云平台为无人农场提供智慧大脑
  这么多的农机能在无人驾驶的情况下自由奔走田间,背后离不开物联网、5G网络、大数据、云平台等技术的支撑。
  位于农场中央的指挥控制中心和云平台监控系统,可以说是无人农场的“大脑”,可对农场进行整体调控,监控农场内作物生长环境、土壤状态以及所有机具的作业状态,并进行智能实时调控。
  山东理工大学计算机学院教授王志强介绍,物联网云平台系统的智能农机监控信息化平台系统,可以实现无人农机的农机监控、作业监控、路径规划、历史轨迹、指挥调度、统计分析和设备预警等功能。
  无人农机采用北斗GPS系统+姿态传感器实时获取自身的高精度定位信息,并采用4G\5G网络发送至云平台。结合GIS系统,操作人员可以在办公室里对农机进行精准操控,真正实现农机的无人应用,这会让一个人管理上千亩田地成为可能。
  “屏幕上绿色的路线是无人农机作业的轨迹,蓝色的路线是人工驾驶农机作业的轨迹,我们可以清楚地看到,无人农机作业比人工操作更加精确。”王志强说。
  云平台还有一个重要组成部分是农情平台。笔者看到,在农场的不同角落,分布着一个个蓝色的小箱子,它们是土壤墒情检测器,可以测量不同深度土壤的湿度、温度、pH值等信息,另外还有无人值守、超低功耗的智能检测气象站,可以实时监测农田空气温度、湿度、降雨量、风速等信息。
  卫星遥感监测、无人机遥感监测和地面监测采集的农情信息上传到云平台后,进行存储汇总分析,结合后台的农资管理数据、产量数据、植物生长数据等,将形成无人农场的农业生产大数据。这样就可以科学指导农业生产,判断何时该播种,何时该施肥,并更加精准地进行灌溉、施肥和用药,提高农产品的产量和质量,建立数据驱动的“数字化农场”。
无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板
无人农机秀出十八般武艺,打造可复制的生态无人农场样板
  打造可复制的生态无人农场样板
  据了解,无人农场国内并非独此一家,2018年江苏兴化市就启动我国首个无人农场建设,并开展了首轮农业全过程无人作业试验。而禾丰生态无人农场更可贵的是,跟绿色生态循环农业有机结合起来。
  经过指点,笔者发现,在麦田的两边种植有金叶接骨木、矢车菊、床草等植物,这些植物可以涵养天敌,给害虫天敌一个栖息地,从而减少害虫对农作物的危害。同时农场里还采用杀虫灯、赤眼蜂防治玉米螟等绿色防控手段来减少农药施用,采用水肥一体化喷施系统实现减肥节水,采用生态沃土技术来保护土壤,尽可能地保护农场生态平衡。
  麦田的旁边,大片的紫色苜蓿正值花开,煞是好看。禾丰种业董事长朱俊科介绍说,通过玉米和苜蓿间作种植,苜蓿可以固氮给玉米提供养分,同时也可以和玉米一起作青贮饲料,这样既减少了饲料成本,解决了秸秆处理难题,又提高了肉的品质和口感。
  在农场的养车间,通过生物菌发酵技术处理牛粪,既减少了污染和异味,又能实现粪便还田,以肥养地。牛的尿液富含氮,经过生物菌技术处理后可以生成球藻,共生养藕,再经过养鱼净化过的水,既可以浇地,又可以当做牲畜的饮用水,一个立体种养、闭合式生态循环农业的雏形已经清晰可见。
  “生态无人农场融合了生物防控、绿色植保、无人机、农业机器人、人工智能、物联网、大数据、云计算等众多高新技术,是重大高新技术集成应用、研发与模式创新的结合体。生态无人农场是农业产业变革的第一步,这个领域的竞争才刚刚开始。”山东理工大学教授张彦斐告诉笔者,目前团队正在设计一种自走式除草机器人,进一步探索无人农机技术。
  “我们要做的,是打造一个精准化种植、智能决策、可视化管理和智能化操控的样板,构建可复制、易推广的绿色生态、高效环保的循环生态无人农场新模式,同时计划将生态无人农场面积由 500亩扩大到1000亩。”兰玉彬院士表示,今后将重点以提升农机无人操作为主要方向,对于不规则地块,着重研究如何优化作业路径、如何高效可靠地实现自主转弯、如何实现农机农具的自适应工作,进一步优化性能,构建多机械、多机种协同作业的工作模式,最大化地解放双手,为解决“谁来种地”问题提供强有力的科技支撑。
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