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浅析智能化技术在农业机械中的应用与发展

2021-09-17张永国

新农民 2021年22期
关键词:智能化技术农业机械应用

张永国

摘要:伴随着人工智能和互联网技术的发展,农业机械也开始朝着智能化和自动化的方向发展。相关部门需要深刻的认识到农业机械中智能化技术运用的重要性,要进一步的提升农业机械的水平,更好的促进农业生产朝着智能化和精细化的方向健康发展。

关键词:智能化技术;农业机械;应用

1  前言

社会和经济的发展,我国对农产品的需求量明显提升,在这一背景之下,需要采取有效的措施提升农业生产的效率以及质量,更好的满足人们对农产品的需求,实现经济和社会的稳定发展。

2  机器视觉在农业机械中的运用和发展

机器視觉更多的是借助计算机对人的视觉功能进行模拟,从而提取信息,进行有效处理,更好的用在检测、测量和控制中。图像处理、人工智能以及计算机技术等紧密联系起来。机器视觉体系在农业生产过程中运用的比较广,摄像机、相机等都可以被看作是视觉传感器,实现了对周边讯息的搜集,主要的优点有:速度快、方便安装、成本投入少等,最近几年,建立在图像处理技术和计算机硬件性能提升的基础之上,视觉感知算法的信息处理水平也得到了明显的提升。

按照发展历程,视觉感知算法包括传统视觉、深度学习算法。传统视觉算法主要检测的是颜色等方面的特征,建立在统计学的基础之上,做好识别和分类的工作。早在1980年,欧美国家就已经开始将传统视觉算法广泛的运用在农业生产中,发展至今,算法的研究和运用这块,国外取得了较大的研究进展。深度学习主要是对人脑神经元的人工神经系统进行模仿,相对而言,在学习能力这块要比其他部分要强,在语音识别和机器视觉这块有着广泛的运用。

2.1  农机自动驾驶中的环境感知

环境感知属于自动驾驶的核心,更多的是利用智能驾驶设备模拟人类驾驶员的感知能力,对周边的环境以及车辆情况进行识别,更好的为自动驾驶的路径进行规划。相机、激光雷达等都可以用于环境的感知。现今,自动驾驶汽车中采用的配置方案是很多种类型设备的组合,农业机械中运用的比较多的是通过相机或是摄像机进行图像采集,获取导航基准线。

2.2  农业机器人的作业目标定位

农业机器人是新型智能化农业机械,很多国家都在积极的研发不同类型的农药机器人进行施肥和喷药。机器人的运用取代了人工操纵,实现了农业生产的自动化以及智能化。目标识别和位置确定这块机器视觉技术有着大范围的运用,其中果蔬类的采摘机器人比较多,通过视觉技术准确的找到食物的位置,确定其成熟度,找准具体的位置进行采摘,目前在番茄、黄瓜和草莓的采摘中有着广泛的运用。另外,在施肥和除草中机器视觉技术也有着广泛运用。在除草时,机器人正确的判断出作物和杂草,指导机器人在准确的位置喷洒适量的药物,但是因为农业存在有复杂性和多样性的特点,其中还是存在有诸多问题亟待解决。

3  自动驾驶技术在农业机械中的运用和发展

自动驾驶技术同时也是现代精准农业的重点,是智能农业研究的关键,被大范围的用在拖拉机、耕种机的驾驶中。自动驾驶技术的运用在促进我国农业自动化和智能化中有着重要作用,实现了农业技术体系的完善,也构建了现代化的生产模式。

3.1  定位技术

定位技术主要是确定农机位置以及车轮转角等相关信息,这样就能够把握住农机的位置以及运行状态,做好合理的定位是确保农机自动驾驶正常运行的前提保证,对后续路径的规划具有着重要意义。农业机械领域定位技术按照原理的区别分成三种:全球导航卫星系统,可以为农机提供三维坐标,属于基本的定位方式,四大卫星导航系统中,美国的GPS在农机导航中有着广泛的运用。但是伴随着北斗卫星导航系统的完善,开始在农业机械中有着大范围的运用,基于机器视觉定位方法,做好图像的采集和处理,获取导航基准线,对设备和作物的位置进行测量;基于惯性导航的定位方法,通过惯性测量单元获得农机的惯性和旋转信息,并联系相关信息找到下一时间点的位置,后面两种方式无法跟进农机的绝对位置,需要和第一种方式结合起来,才能准确定位。

3.2  路径规划和跟踪控制技术

路径规划在自动导航功能的发挥中占据着极为重要的作用,确定路径会对农机作业效率产生较大的影响,科学的规划路径之后,导航的实用价值会有着大幅提升,作业质量得到保证之余,农机消耗明显降低。

4  农业物联网技术在农业机械中的运用和发展

所谓的农业物联网指的是物联技术在农业生产以及管理中的具体运用,根据农业发展的需要,灵活的使用信息感知设备,将农业系统中的环境要素以及生产要素和互联网紧密的联系起来,做好信息的交换,这样对农业对象进行定位和跟踪等。农业物联网被充分的运用在环境检测和农产品质量溯源上,不仅是智能农业中不可或缺的重要组成,而且也是农业发展重要的技术支撑。

农业物联网技术的发展,实现了农机的信息化以及智能化,具有着广阔的发展前景,现今,我国已经有了很多的案例,农机和相关部门积极的推进了农机远程监控,将手机和农机物联巧妙的结合起来,农户可以借助手机及时的跟进农机的路线和运行情况;多台农机和网络盐城控制,彼此交互。目前,虽然物联网技术在农业机械中的运用还不够完善,还有很大的发展空间。

5  结语

物联网、自动驾驶技术等都可以广泛的用在农业机械中,极大的提升了农业机械智能化水平。相关部门需要深刻的认识到农业机械智能化的重要性,在政策和资金这块加大投入力度,更好的促进农业机械朝着自动化和智能化的方向发展,提升生产效率,更好的促进农业健康发展。

参考文献

[1] 陈亦军,范巍挺,孟庆亮.浅议现代农业机械智能化的应用与发展[J].农业与技术,2020,40(15):59-60.

[2] 孙思平,魏继乐,华传艳.智能化技术在农业机械中的应用[J].南方农机,2020,51(20):23,25.

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