農(nóng)機(jī)在黑夜、起霧甚至沙塵天氣里，也能自己沿著田壟筆直前進(jìn)、自動(dòng)掉頭，這到底是怎么做到的?答案就是——北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航。

　　一、北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航到底是什么?

　　通俗說，北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航就是給拖拉機(jī)、插秧機(jī)、收割機(jī)等農(nóng)機(jī)安裝一套“北斗大腦”，讓農(nóng)機(jī)按照預(yù)先規(guī)劃好的路徑自動(dòng)行駛、自動(dòng)控制方向，實(shí)現(xiàn)厘米級的直線作業(yè)和自動(dòng)轉(zhuǎn)向。

　　它的核心能力有三點(diǎn)：

　　高精度定位

　　借助北斗高精度定位和增強(qiáng)服務(wù)，農(nóng)機(jī)可以獲得厘米級坐標(biāo)信息，為自動(dòng)駕駛提供基礎(chǔ)。

　　自動(dòng)轉(zhuǎn)向與姿態(tài)控制

　　控制器根據(jù)定位和航向數(shù)據(jù)自動(dòng)調(diào)節(jié)方向盤或液壓轉(zhuǎn)向系統(tǒng)，使農(nóng)機(jī)緊貼設(shè)定路線前進(jìn)。

　　作業(yè)路徑規(guī)劃與導(dǎo)航顯示

　　通過車載終端或平板繪制地塊邊界、規(guī)劃行走路線，系統(tǒng)實(shí)時(shí)顯示當(dāng)前位置、偏差和作業(yè)狀態(tài)。

　　對農(nóng)戶來說，操作者更多變成“監(jiān)護(hù)人”，坐在駕駛室里盯著屏幕，必要時(shí)干預(yù)，而不是全程緊盯方向盤、費(fèi)神對齊地壟。

　　二、它是如何“自動(dòng)把地耕直”的?——技術(shù)原理拆解

　　從技術(shù)鏈條看，北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航大致經(jīng)歷三個(gè)步驟：精確定位 → 姿態(tài)感知 → 自動(dòng)控制。

　　北斗高精度定位

　　使用支持北斗的高精度 GNSS 接收機(jī)，通過星基增強(qiáng)、地基增強(qiáng)等方式，把精度從普通導(dǎo)航的米級提升到厘米級。

　　有的系統(tǒng)直線作業(yè)精度可做到約±2.5cm，甚至更高。

　　姿態(tài)與航向解算

　　利用雙天線、慣性導(dǎo)航(IMU)、角度傳感器等，實(shí)時(shí)獲取農(nóng)機(jī)的航向角、橫滾角、俯仰角。

　　結(jié)合定位坐標(biāo)，判斷農(nóng)機(jī)是否偏離規(guī)劃行進(jìn)線、偏離多少。

　　自動(dòng)轉(zhuǎn)向與速度控制

　　控制器根據(jù)偏差大小和方向，發(fā)出控制指令，驅(qū)動(dòng)電機(jī)、液壓閥等機(jī)構(gòu)，自動(dòng)修正方向;

　　在部分系統(tǒng)中，還會(huì)根據(jù)地形和作業(yè)需求，聯(lián)動(dòng)控制速度、掛擋，進(jìn)一步優(yōu)化作業(yè)效果。

　　可以把這套系統(tǒng)理解成“導(dǎo)航+自動(dòng)駕駛+農(nóng)機(jī)控制”疊加到一起，只不過它行駛的是一塊塊農(nóng)田，而不是城市道路。

　　三、給農(nóng)業(yè)生產(chǎn)帶來哪些實(shí)實(shí)在在的好處?

　　行更直、耕得勻，土地利用率更高

　　農(nóng)機(jī)走直一點(diǎn)，看起來只是好看，實(shí)際影響的是重播、漏播和壓苗。

　　北斗自動(dòng)駕駛系統(tǒng)提高了交接行的精準(zhǔn)度和播行直線度，有研究和示范工程數(shù)據(jù)顯示，土地利用率平均可提升約0.5%。

　　節(jié)省種子、化肥和農(nóng)藥

　　行距精確、重疊區(qū)域減少，種子、肥料、農(nóng)藥的重復(fù)施用大幅下降，既省錢，又減輕土壤和環(huán)境負(fù)擔(dān)。

　　減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，降低技能門檻

　　傳統(tǒng)大馬力拖拉機(jī)長時(shí)間直線行駛極耗精力，駕駛員容易疲勞。采用自動(dòng)駕駛后，駕駛員不再需要“死盯前方地壟”，只要關(guān)注系統(tǒng)界面、注意周邊環(huán)境即可，勞動(dòng)強(qiáng)度明顯降低。

　　延長作業(yè)時(shí)間，提高作業(yè)效率

　　有了自動(dòng)導(dǎo)航和精準(zhǔn)路徑，夜間、霧天等低能見度環(huán)境同樣可以高效作業(yè)，對搶收搶種尤為重要。部分系統(tǒng)作業(yè)速度可從低速精細(xì)作業(yè)到較高速度范圍都保持精準(zhǔn)導(dǎo)航。

　　為“無人農(nóng)場”打基礎(chǔ)

　　當(dāng)自動(dòng)駕駛與傳感器監(jiān)測、遠(yuǎn)程控制、農(nóng)機(jī)協(xié)同結(jié)合起來，就是無人駕駛農(nóng)機(jī)和智慧農(nóng)場的關(guān)鍵一環(huán)。

　　四、典型應(yīng)用場景：耕、種、管、收全流程上陣

　　翻耕、深松、整地

　　直線耕地、等距深松，深度與寬度更均勻;

　　減少“高低不平”和“蛇形路線”，為后續(xù)播種打好基礎(chǔ)。

　　精量播種與移栽

　　農(nóng)機(jī)嚴(yán)格按照設(shè)定行距、株距走線，避免“彎彎曲曲”的播種軌跡;

　　棉花、玉米、小麥等大田作物對播行直線度要求高的地區(qū)應(yīng)用非常廣。

　　變量施肥、噴藥

　　結(jié)合處方圖和作業(yè)規(guī)劃，在不同區(qū)域施用不同量的肥料或農(nóng)藥;

　　準(zhǔn)確控制作業(yè)重疊率，避免因重噴造成藥害。

　　中耕、培土、除草

　　行與行之間跟蹤精確，降低壓苗、傷苗的風(fēng)險(xiǎn);

　　在高價(jià)值作物或密植作物上尤為明顯。

　　收獲作業(yè)

　　聯(lián)合收割機(jī)按照預(yù)設(shè)路線自動(dòng)運(yùn)行，減少漏收、重收;

　　可以與前期播種的導(dǎo)航數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)，保證“按原來播的行走路”。

　　五、一套北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航系統(tǒng)由哪些部分組成?

　　常見系統(tǒng)可以拆成幾大模塊：

　　高精度定位模塊

　　支持北斗多頻段接收，通常兼容 GPS 等系統(tǒng);

　　通過星基/地基增強(qiáng)、RTK 等方式獲取厘米級位置。

　　姿態(tài)與轉(zhuǎn)向控制模塊

　　包含慣導(dǎo)(IMU)、轉(zhuǎn)角傳感器、方向盤電機(jī)或液壓閥等;

　　實(shí)現(xiàn)對方向的精細(xì)調(diào)整。

　　導(dǎo)航控制終端(顯示屏)

　　安裝在駕駛室，顯示電子地圖、作業(yè)路線、實(shí)時(shí)偏差、作業(yè)面積等;

　　支持線路規(guī)劃、地塊管理、作業(yè)參數(shù)設(shè)置。

　　通信與數(shù)據(jù)管理模塊

　　通過4G/5G、專網(wǎng)或本地?zé)o線網(wǎng)絡(luò)，把作業(yè)數(shù)據(jù)上傳平臺(tái);

　　可以與農(nóng)場管理系統(tǒng)對接，形成歷年作業(yè)檔案。

　　供電與安裝附件

　　線束、支架、固定件、電源轉(zhuǎn)換模塊等，確保系統(tǒng)在震動(dòng)、粉塵、泥水環(huán)境中長期穩(wěn)定運(yùn)行。

　　六、選購和應(yīng)用時(shí)要關(guān)注哪些關(guān)鍵指標(biāo)?

　　定位精度與穩(wěn)定性

　　是否達(dá)到了厘米級直線作業(yè)精度;

　　在坡地、邊角地塊、遮擋區(qū)域的表現(xiàn)如何;

　　是否支持星基+地基增強(qiáng)、雙天線等增強(qiáng)方式。

　　適配機(jī)型和安裝難度

　　是否支持常見國產(chǎn)、進(jìn)口拖拉機(jī)、收割機(jī);

　　安裝是否會(huì)影響原有液壓、轉(zhuǎn)向結(jié)構(gòu)，施工周期長不長。

　　操作界面和易用性

　　終端界面是否清晰、易上手，農(nóng)機(jī)手培訓(xùn)成本高不高;

　　是否支持常用作業(yè)模式(直線、等距平行線、AB線、曲線等)。

　　服務(wù)與升級能力

　　是否支持遠(yuǎn)程診斷、軟件在線升級;

　　廠商在當(dāng)?shù)赜袥]有完善的售后服務(wù)點(diǎn)。

　　與農(nóng)場管理的融合能力

　　是否能導(dǎo)入/導(dǎo)出地塊邊界、作業(yè)記錄，形成數(shù)據(jù)閉環(huán);

　　將來是否方便接入更多傳感器、無人機(jī)、農(nóng)機(jī)調(diào)度等系統(tǒng)。

　　北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航，不只是讓拖拉機(jī)“走直線”的一套設(shè)備，而是推動(dòng)農(nóng)業(yè)從經(jīng)驗(yàn)型走向數(shù)據(jù)化、精細(xì)化的重要工具。

　　對于大田作物集中種植地區(qū)、勞動(dòng)力緊張的農(nóng)場，以及追求標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)?；?jīng)營的農(nóng)業(yè)主體來說，合理引入北斗農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛導(dǎo)航，往往意味著：更穩(wěn)的作業(yè)質(zhì)量、更低的綜合成本，以及更高的土地回報(bào)率。