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        淺析智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用與發(fā)展

        2021-09-17 23:19:08張永國
        新農(nóng)民 2021年22期
        關(guān)鍵詞:智能化技術(shù)農(nóng)業(yè)機(jī)械應(yīng)用

        張永國

        摘要:伴隨著人工智能和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,農(nóng)業(yè)機(jī)械也開始朝著智能化和自動(dòng)化的方向發(fā)展。相關(guān)部門需要深刻的認(rèn)識(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械中智能化技術(shù)運(yùn)用的重要性,要進(jìn)一步的提升農(nóng)業(yè)機(jī)械的水平,更好的促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)朝著智能化和精細(xì)化的方向健康發(fā)展。

        關(guān)鍵詞:智能化技術(shù);農(nóng)業(yè)機(jī)械;應(yīng)用

        1 ?前言

        社會(huì)和經(jīng)濟(jì)的發(fā)展,我國對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求量明顯提升,在這一背景之下,需要采取有效的措施提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率以及質(zhì)量,更好的滿足人們對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的需求,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的穩(wěn)定發(fā)展。

        2 ?機(jī)器視覺在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的運(yùn)用和發(fā)展

        機(jī)器視覺更多的是借助計(jì)算機(jī)對(duì)人的視覺功能進(jìn)行模擬,從而提取信息,進(jìn)行有效處理,更好的用在檢測、測量和控制中。圖像處理、人工智能以及計(jì)算機(jī)技術(shù)等緊密聯(lián)系起來。機(jī)器視覺體系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中運(yùn)用的比較廣,攝像機(jī)、相機(jī)等都可以被看作是視覺傳感器,實(shí)現(xiàn)了對(duì)周邊訊息的搜集,主要的優(yōu)點(diǎn)有:速度快、方便安裝、成本投入少等,最近幾年,建立在圖像處理技術(shù)和計(jì)算機(jī)硬件性能提升的基礎(chǔ)之上,視覺感知算法的信息處理水平也得到了明顯的提升。

        按照發(fā)展歷程,視覺感知算法包括傳統(tǒng)視覺、深度學(xué)習(xí)算法。傳統(tǒng)視覺算法主要檢測的是顏色等方面的特征,建立在統(tǒng)計(jì)學(xué)的基礎(chǔ)之上,做好識(shí)別和分類的工作。早在1980年,歐美國家就已經(jīng)開始將傳統(tǒng)視覺算法廣泛的運(yùn)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中,發(fā)展至今,算法的研究和運(yùn)用這塊,國外取得了較大的研究進(jìn)展。深度學(xué)習(xí)主要是對(duì)人腦神經(jīng)元的人工神經(jīng)系統(tǒng)進(jìn)行模仿,相對(duì)而言,在學(xué)習(xí)能力這塊要比其他部分要強(qiáng),在語音識(shí)別和機(jī)器視覺這塊有著廣泛的運(yùn)用。

        2.1 ?農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛中的環(huán)境感知

        環(huán)境感知屬于自動(dòng)駕駛的核心,更多的是利用智能駕駛設(shè)備模擬人類駕駛員的感知能力,對(duì)周邊的環(huán)境以及車輛情況進(jìn)行識(shí)別,更好的為自動(dòng)駕駛的路徑進(jìn)行規(guī)劃。相機(jī)、激光雷達(dá)等都可以用于環(huán)境的感知?,F(xiàn)今,自動(dòng)駕駛汽車中采用的配置方案是很多種類型設(shè)備的組合,農(nóng)業(yè)機(jī)械中運(yùn)用的比較多的是通過相機(jī)或是攝像機(jī)進(jìn)行圖像采集,獲取導(dǎo)航基準(zhǔn)線。

        2.2 ?農(nóng)業(yè)機(jī)器人的作業(yè)目標(biāo)定位

        農(nóng)業(yè)機(jī)器人是新型智能化農(nóng)業(yè)機(jī)械,很多國家都在積極的研發(fā)不同類型的農(nóng)藥機(jī)器人進(jìn)行施肥和噴藥。機(jī)器人的運(yùn)用取代了人工操縱,實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的自動(dòng)化以及智能化。目標(biāo)識(shí)別和位置確定這塊機(jī)器視覺技術(shù)有著大范圍的運(yùn)用,其中果蔬類的采摘機(jī)器人比較多,通過視覺技術(shù)準(zhǔn)確的找到食物的位置,確定其成熟度,找準(zhǔn)具體的位置進(jìn)行采摘,目前在番茄、黃瓜和草莓的采摘中有著廣泛的運(yùn)用。另外,在施肥和除草中機(jī)器視覺技術(shù)也有著廣泛運(yùn)用。在除草時(shí),機(jī)器人正確的判斷出作物和雜草,指導(dǎo)機(jī)器人在準(zhǔn)確的位置噴灑適量的藥物,但是因?yàn)檗r(nóng)業(yè)存在有復(fù)雜性和多樣性的特點(diǎn),其中還是存在有諸多問題亟待解決。

        3 ?自動(dòng)駕駛技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的運(yùn)用和發(fā)展

        自動(dòng)駕駛技術(shù)同時(shí)也是現(xiàn)代精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)的重點(diǎn),是智能農(nóng)業(yè)研究的關(guān)鍵,被大范圍的用在拖拉機(jī)、耕種機(jī)的駕駛中。自動(dòng)駕駛技術(shù)的運(yùn)用在促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和智能化中有著重要作用,實(shí)現(xiàn)了農(nóng)業(yè)技術(shù)體系的完善,也構(gòu)建了現(xiàn)代化的生產(chǎn)模式。

        3.1 ?定位技術(shù)

        定位技術(shù)主要是確定農(nóng)機(jī)位置以及車輪轉(zhuǎn)角等相關(guān)信息,這樣就能夠把握住農(nóng)機(jī)的位置以及運(yùn)行狀態(tài),做好合理的定位是確保農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛正常運(yùn)行的前提保證,對(duì)后續(xù)路徑的規(guī)劃具有著重要意義。農(nóng)業(yè)機(jī)械領(lǐng)域定位技術(shù)按照原理的區(qū)別分成三種:全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng),可以為農(nóng)機(jī)提供三維坐標(biāo),屬于基本的定位方式,四大衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中,美國的GPS在農(nóng)機(jī)導(dǎo)航中有著廣泛的運(yùn)用。但是伴隨著北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的完善,開始在農(nóng)業(yè)機(jī)械中有著大范圍的運(yùn)用,基于機(jī)器視覺定位方法,做好圖像的采集和處理,獲取導(dǎo)航基準(zhǔn)線,對(duì)設(shè)備和作物的位置進(jìn)行測量;基于慣性導(dǎo)航的定位方法,通過慣性測量單元獲得農(nóng)機(jī)的慣性和旋轉(zhuǎn)信息,并聯(lián)系相關(guān)信息找到下一時(shí)間點(diǎn)的位置,后面兩種方式無法跟進(jìn)農(nóng)機(jī)的絕對(duì)位置,需要和第一種方式結(jié)合起來,才能準(zhǔn)確定位。

        3.2 ?路徑規(guī)劃和跟蹤控制技術(shù)

        路徑規(guī)劃在自動(dòng)導(dǎo)航功能的發(fā)揮中占據(jù)著極為重要的作用,確定路徑會(huì)對(duì)農(nóng)機(jī)作業(yè)效率產(chǎn)生較大的影響,科學(xué)的規(guī)劃路徑之后,導(dǎo)航的實(shí)用價(jià)值會(huì)有著大幅提升,作業(yè)質(zhì)量得到保證之余,農(nóng)機(jī)消耗明顯降低。

        4 ?農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的運(yùn)用和發(fā)展

        所謂的農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)指的是物聯(lián)技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)以及管理中的具體運(yùn)用,根據(jù)農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要,靈活的使用信息感知設(shè)備,將農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的環(huán)境要素以及生產(chǎn)要素和互聯(lián)網(wǎng)緊密的聯(lián)系起來,做好信息的交換,這樣對(duì)農(nóng)業(yè)對(duì)象進(jìn)行定位和跟蹤等。農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)被充分的運(yùn)用在環(huán)境檢測和農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量溯源上,不僅是智能農(nóng)業(yè)中不可或缺的重要組成,而且也是農(nóng)業(yè)發(fā)展重要的技術(shù)支撐。

        農(nóng)業(yè)物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展,實(shí)現(xiàn)了農(nóng)機(jī)的信息化以及智能化,具有著廣闊的發(fā)展前景,現(xiàn)今,我國已經(jīng)有了很多的案例,農(nóng)機(jī)和相關(guān)部門積極的推進(jìn)了農(nóng)機(jī)遠(yuǎn)程監(jiān)控,將手機(jī)和農(nóng)機(jī)物聯(lián)巧妙的結(jié)合起來,農(nóng)戶可以借助手機(jī)及時(shí)的跟進(jìn)農(nóng)機(jī)的路線和運(yùn)行情況;多臺(tái)農(nóng)機(jī)和網(wǎng)絡(luò)鹽城控制,彼此交互。目前,雖然物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的運(yùn)用還不夠完善,還有很大的發(fā)展空間。

        5 ?結(jié)語

        物聯(lián)網(wǎng)、自動(dòng)駕駛技術(shù)等都可以廣泛的用在農(nóng)業(yè)機(jī)械中,極大的提升了農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化水平。相關(guān)部門需要深刻的認(rèn)識(shí)到農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的重要性,在政策和資金這塊加大投入力度,更好的促進(jìn)農(nóng)業(yè)機(jī)械朝著自動(dòng)化和智能化的方向發(fā)展,提升生產(chǎn)效率,更好的促進(jìn)農(nóng)業(yè)健康發(fā)展。

        參考文獻(xiàn)

        [1] 陳亦軍,范巍挺,孟慶亮.淺議現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械智能化的應(yīng)用與發(fā)展[J].農(nóng)業(yè)與技術(shù),2020,40(15):59-60.

        [2] 孫思平,魏繼樂,華傳艷.智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的應(yīng)用[J].南方農(nóng)機(jī),2020,51(20):23,25.

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