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

張永國(guó)

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(kāi)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(guó)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(jué)在農(nóng)業(yè)機(jī)械中的運(yùn)用和發(fā)展

機(jī)器視覺(jué)更多的是借助計(jì)算機(jī)對(duì)人的視覺(jué)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(cè)、測(cè)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(lái)。機(jī)器視覺(jué)體系在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)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(jué)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(jué)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(jué)感知算法包括傳統(tǒng)視覺(jué)、深度學(xué)習(xí)算法。傳統(tǒng)視覺(jué)算法主要檢測(cè)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(guó)家就已經(jīng)開(kāi)始將傳統(tǒng)視覺(jué)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(guó)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(yǔ)音識(shí)別和機(jī)器視覺(jué)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(guò)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(guó)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(jué)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(guò)視覺(jué)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(jué)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(wèn)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(guó)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(guó)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(kāi)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(jué)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(cè)量;基于慣性導(dǎo)航的定位方法，通過(guò)慣性測(cè)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(wú)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(lái)，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(lái)，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(cè)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(guó)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(lái)，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(yǔ)

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(lè)，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.