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　　韓國農(nóng)機(jī)智能駕駛技術(shù)走到哪一步， 有啥可借鑒的？

近日中央一號(hào)文件發(fā)布，提出農(nóng)機(jī)行業(yè)一個(gè)發(fā)展重點(diǎn)，就是“高端智能機(jī)械研發(fā)制造”。

從國際上看，智能農(nóng)機(jī)研發(fā)推進(jìn)的技術(shù)路線，第一階段，首先是研發(fā)與推廣在自走式農(nóng)機(jī)上應(yīng)用的智能自動(dòng)駕駛技術(shù)。

韓國是世界這項(xiàng)技術(shù)研發(fā)，特別是在中小農(nóng)機(jī)上應(yīng)用，比較超前、領(lǐng)先的國家。對(duì)韓國的農(nóng)畜機(jī)械制造業(yè)情況，筆者一直與韓國農(nóng)畜產(chǎn)機(jī)械協(xié)會(huì)等保持著技術(shù)交流溝通。個(gè)人認(rèn)為，了解把握該國在農(nóng)機(jī)智能自動(dòng)駕駛技術(shù)的做法經(jīng)驗(yàn)，可以給我國農(nóng)機(jī)行業(yè)正在進(jìn)行的這方面工作帶來一些啟示。

 韓國自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)進(jìn)展

韓國農(nóng)機(jī)行業(yè)總體體量不大，在國內(nèi)外農(nóng)機(jī)市場(chǎng)需求高峰期，總的銷售額也僅有20億美元上下；然而，借助韓國在信息通信技術(shù)研發(fā)應(yīng)用方面世界領(lǐng)先的優(yōu)勢(shì)，韓國一批農(nóng)機(jī)企業(yè)，在農(nóng)業(yè)部鄉(xiāng)村振興廳的政府項(xiàng)目資金支持和行業(yè)協(xié)會(huì)的組織下，智能農(nóng)機(jī)技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，始終緊跟國際先進(jìn)技術(shù)趨勢(shì)，起步比較早，技術(shù)方向明確，技術(shù)路線標(biāo)準(zhǔn)先行，部分己經(jīng)形成銷售產(chǎn)品，在拖拉機(jī)、插秧機(jī)、植保機(jī)械等產(chǎn)品上得到示范推廣。

該國農(nóng)機(jī)行業(yè)認(rèn)為，自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)和智能農(nóng)機(jī)的研發(fā)與制造水平，以及推向市場(chǎng)的時(shí)期進(jìn)度，是現(xiàn)階段衡量一個(gè)國家農(nóng)機(jī)工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)制造水平是否領(lǐng)先、先進(jìn)程度如何的重要標(biāo)志。

根據(jù)世界農(nóng)機(jī)技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，韓國也將自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)技術(shù)，劃分為1級(jí)至4級(jí)四個(gè)級(jí)別標(biāo)準(zhǔn)：第一級(jí)即第一階段為拖拉機(jī)自動(dòng)轉(zhuǎn)向；第二級(jí)即第二階段為拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛；第三級(jí)即第三階段為拖拉機(jī)自動(dòng)作業(yè)；第四級(jí)即第四階段為拖拉機(jī)完全智能無人駕駛自動(dòng)作業(yè)，等級(jí)階段越高，越需要先進(jìn)高新的智能自動(dòng)駕駛等相應(yīng)配套技術(shù)的應(yīng)用。

目前他們正處于研發(fā)自動(dòng)駕駛技術(shù)的二到三級(jí)拖拉機(jī)產(chǎn)品和市場(chǎng)開拓階段。與發(fā)達(dá)國家農(nóng)機(jī)產(chǎn)品相比，韓國自我評(píng)價(jià)在拖拉機(jī)研發(fā)制造方面，同國際上先進(jìn)水平相比較，至少存在5年以上的技術(shù)差距；然而，隨著該國正在抓住拖拉機(jī)智能自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展機(jī)遇，在政府項(xiàng)目主導(dǎo)和大中企業(yè)自主研發(fā)下，成為拖拉機(jī)等農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，趕超國際先進(jìn)水平的機(jī)遇，差距正在迅速縮小。

現(xiàn)階段大同、洋馬、樂星等國內(nèi)綜合型農(nóng)機(jī)企業(yè)公司，已經(jīng)有序完成智能農(nóng)機(jī)產(chǎn)品研發(fā)，經(jīng)過機(jī)型原型測(cè)試，逐步加快進(jìn)入商業(yè)化時(shí)期。2022年在農(nóng)機(jī)銷售市場(chǎng)就可以見到擁有自動(dòng)駕駛二級(jí)階段水平的拖拉機(jī)產(chǎn)品。

高精密測(cè)量系統(tǒng)自主創(chuàng)新技術(shù)

農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)的研發(fā)，需要采用高精度測(cè)位技術(shù)(RTK-GPS)、最佳作業(yè)路徑生成技術(shù)以及精確跟蹤控制技術(shù)，以厘米為單位實(shí)現(xiàn)精確位置識(shí)別的高精度測(cè)位性能。此外，還需要連接技術(shù)，利用ICT技術(shù)將農(nóng)機(jī)和人連接起來，通過與農(nóng)機(jī)相連的各種傳感器來確認(rèn)操作狀態(tài)及有無故障，支持農(nóng)機(jī)故障預(yù)知和快速維修。這將提高作業(yè)效率及農(nóng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)率，為農(nóng)民提供生產(chǎn)力及經(jīng)濟(jì)性的提高。

韓國農(nóng)業(yè)部農(nóng)村振興廳基于M-Tron的視頻識(shí)別的拖拉機(jī)自駕技術(shù)，即高精密測(cè)量系統(tǒng)（RTK-GPS）的研發(fā)成功，利用這一自主研發(fā)的高端技術(shù)，對(duì)加快推進(jìn)韓國拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)的發(fā)展，帶來了先進(jìn)、實(shí)用的技術(shù)支撐，成為加快推進(jìn)韓國拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)與產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)化的突破點(diǎn)。

這一技術(shù)是基于人工智能的影像識(shí)別拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)，將取代昂貴的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)。該技術(shù)采用安裝在拖拉機(jī)前的攝像頭，通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析耕耘時(shí)產(chǎn)生的碎土作業(yè)，檢測(cè)出耕耘的區(qū)間與不耕作的區(qū)間的界限，然后進(jìn)行檢測(cè)。用安裝在拖拉機(jī)前的攝像頭，進(jìn)行深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析，檢測(cè)出耕耘的區(qū)間與沒有的區(qū)間的界限，與預(yù)先設(shè)定的行駛基準(zhǔn)線相比產(chǎn)生的誤差是控制拖拉機(jī)轉(zhuǎn)向的技術(shù)。

基于安裝在拖拉機(jī)前端的攝像頭獲取的視頻信息，自動(dòng)駕駛結(jié)果顯示，作業(yè)速度3公里/小時(shí)時(shí)，直行行駛路徑誤差在±9.5厘米以內(nèi)，而一般農(nóng)機(jī)手駕駛行駛時(shí)誤差達(dá)±21.2cm。與昂貴的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，該技術(shù)能夠以合理的預(yù)算進(jìn)行系統(tǒng)配置，利用影像信息，因此更容易識(shí)別障礙物或應(yīng)對(duì)突發(fā)情況。

這一研發(fā)機(jī)構(gòu)還與農(nóng)機(jī)企業(yè)，合作開發(fā)出利用高精度測(cè)衛(wèi)系統(tǒng)的拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛高度化技術(shù)。該技術(shù)是一種自動(dòng)駕駛技術(shù)，利用高精度測(cè)位系統(tǒng)，可以提前設(shè)定工作路徑，沿著設(shè)定的路徑進(jìn)行直行行駛和轉(zhuǎn)彎。這一結(jié)合人工智能技術(shù)，開發(fā)基于視頻識(shí)別的拖拉機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)，與農(nóng)機(jī)企業(yè)一起利用高精度測(cè)衛(wèi)系統(tǒng)(RTK-GPS)，將駕駛技術(shù)更加精準(zhǔn)化等，奠定了自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)產(chǎn)業(yè)化基礎(chǔ)。

農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)與產(chǎn)品的特點(diǎn)

據(jù)悉，韓國大同、洋馬、樂星等拖拉機(jī)公司，近幾年相繼推出農(nóng)機(jī)自動(dòng)駕駛技術(shù)二級(jí)階段的拖拉機(jī)等產(chǎn)品，2022年產(chǎn)品商業(yè)化運(yùn)營的步伐會(huì)有所加快。

例如，大同公司的HX拖拉機(jī)產(chǎn)品，是該國拖拉機(jī)制造廠商生產(chǎn)的最大馬力的產(chǎn)品，包括HS132馬力(PS)的HX1300和142馬力(PS)的HX1400等2種型號(hào)。這一產(chǎn)品率先在韓國拖拉機(jī)中搭載了直行自動(dòng)駕駛功能，在首回起點(diǎn)和終點(diǎn)直行自動(dòng)路段后，該路段內(nèi)拖拉機(jī)可自動(dòng)直行，在需要直線作業(yè)遇到壟溝和埂堤等情況，無需手柄操作，即可快速、輕松地完成工作。拖拉機(jī)在直行自動(dòng)區(qū)間中脫離終結(jié)點(diǎn)時(shí)，還采用報(bào)警聲音系統(tǒng)，以及齒輪自動(dòng)撥打到中立變速位置的安全功能，使安全駕駛有了保障。

洋馬公司專門成立了子公司，從2020年開始專門進(jìn)行開發(fā)自動(dòng)行駛農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，并己批量投入生產(chǎn)。其自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)盡管工作時(shí)受到天氣、路面等影響，在配套犁等機(jī)具作業(yè)的情況下，直行作業(yè)精度最高可達(dá)7 cm以內(nèi)，停車時(shí)拖拉機(jī)固定位置精度為2 cm為以下，在夜間自駕測(cè)試中也能證明它的優(yōu)越性。通過自主駕駛技術(shù)，改變了農(nóng)機(jī)夜間作業(yè)受困難局限性

拖拉機(jī)上搭載的遠(yuǎn)程信息處理系統(tǒng)，提供機(jī)型管理、客戶管理、車輛管控、遠(yuǎn)程控制、工作日志、防盜、緊急通知等多種功能，可通過智能手機(jī)輕松查看。此外，采用FW和DB遠(yuǎn)程升級(jí)功能，使消費(fèi)者無需親自前往服務(wù)中心即可升級(jí)到最新功能，提高了便利性。

洋馬公司還開開發(fā)全自動(dòng)駕駛和機(jī)群運(yùn)行技術(shù)，持續(xù)發(fā)展利用ICT技術(shù)的智能農(nóng)場(chǎng)和信息采集技術(shù)，將建立ICT研發(fā)中心，在人工智能技術(shù)開發(fā)的同時(shí)，將自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)采集和分析的農(nóng)業(yè)大數(shù)據(jù)應(yīng)用于精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)，創(chuàng)造出更高效的農(nóng)業(yè)環(huán)境。

LS拖拉機(jī)的遠(yuǎn)程管理服務(wù)‘iTractor’是一項(xiàng)遠(yuǎn)程監(jiān)控拖拉機(jī)狀態(tài)，向用戶傳達(dá)必要的維護(hù)內(nèi)容的服務(wù)。使用者可通過應(yīng)用程式接收警示、零部件更換時(shí)機(jī)等通知訊息。iTractor通過自動(dòng)分析農(nóng)業(yè)活動(dòng)信息，幫助用戶輕松地進(jìn)行工作管理。

拖拉機(jī)是在稻田、田地等耕地上進(jìn)行犁、播種機(jī)等多種作業(yè)的農(nóng)業(yè)機(jī)械。在這種不同環(huán)境下，最注重的是使用技術(shù)能夠使農(nóng)民能夠安全便捷地自動(dòng)駕駛作業(yè)拖拉機(jī)。為了在耕地上進(jìn)行自動(dòng)作業(yè)，在取得耕地邊界面后，可以生成作業(yè)路徑，開始自行作業(yè)。為了達(dá)到這功能，有的公司開發(fā)了快速啟動(dòng)模式，只需設(shè)置兩點(diǎn)來確定直行方向，即可快速啟動(dòng)自動(dòng)作業(yè)。此外，還根據(jù)剩余距離搭載了警示提醒功能，以便在從耕地邊界面到達(dá)時(shí)進(jìn)行前方注視，自動(dòng)轉(zhuǎn)彎時(shí)通過與電子發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)行聯(lián)動(dòng)控制，降低轉(zhuǎn)彎時(shí)行駛速度，重點(diǎn)是預(yù)防安全事故。通過與遠(yuǎn)程信息處理連接，每天、每月提供作業(yè)數(shù)據(jù)，如作業(yè)時(shí)間、作業(yè)面積、燃料消耗量等，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)化的任務(wù)管理。

未來利用無人機(jī)采集耕地邊界面信息，利用這些數(shù)據(jù)輕松生成自主作業(yè)路徑，使作業(yè)機(jī)更加精準(zhǔn)聯(lián)動(dòng)控制。希望現(xiàn)在為開發(fā)更加便捷、更安全的自主作業(yè)拖拉機(jī)而努力。

自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)技術(shù)市場(chǎng)需求與規(guī)模

同1998年相比，韓國國內(nèi)農(nóng)業(yè)人口在2019年為224萬人，減少了49%；并且，農(nóng)民平均年歲達(dá)到58歲，65歲以上的比例超過45%。

隨著農(nóng)戶人口的減少及老齡化，農(nóng)業(yè)面臨勞動(dòng)力短缺的危機(jī)之際，市場(chǎng)分析認(rèn)為急需機(jī)械的自動(dòng)化束手替代人力和有經(jīng)驗(yàn)的農(nóng)機(jī)手，于是開始研發(fā)自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)。

韓國對(duì)自動(dòng)駕駛拖拉機(jī)市場(chǎng)規(guī)模的分析判斷是，這一新型產(chǎn)品市場(chǎng)，從2015年的6億美元水平爆發(fā)式增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到2023年將增加達(dá)到12億美元，2050年會(huì)實(shí)現(xiàn)大幅度突破有望達(dá)到450億美元。

到2022年初，韓國市場(chǎng)上銷售的自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)產(chǎn)品達(dá)300多臺(tái)，主要是日本廠商進(jìn)口和都是國自主生產(chǎn)的產(chǎn)品，在市場(chǎng)上還沒有看見中國這一類農(nóng)機(jī)投放市場(chǎng)。

自動(dòng)駕駛農(nóng)機(jī)產(chǎn)品，在稻農(nóng)購買用戶中已達(dá)到良好的使用效果反饋。一位78歲高齡的稻農(nóng)，一開始不太熟悉插秧機(jī)的使用方法，總是操作方向盤，結(jié)果出錯(cuò)了，還種了歪歪扭扭的秧苗，非常抱怨；當(dāng)擁有了自動(dòng)駕駛插秧機(jī)后，插秧機(jī)交給自動(dòng)駕駛作業(yè)，他只負(fù)責(zé)人在插秧機(jī)上補(bǔ)秧或查看作業(yè)狀態(tài)，非常方便，比本人種秧苗更直，達(dá)到了便捷性和替代人力的效應(yīng)。

到2030年，韓國也有望進(jìn)入超高齡社會(huì)，勞動(dòng)力短缺問題已經(jīng)成為現(xiàn)實(shí)，可持續(xù)農(nóng)業(yè)的解決辦法就是通過自動(dòng)駕駛等方式實(shí)現(xiàn)無人農(nóng)機(jī)操作作業(yè)，這是無比改變的事實(shí)。從耕耘工作到播種、插秧、病蟲害管理、收獲和產(chǎn)量管理等一系列農(nóng)事作業(yè)，基于AI的無人農(nóng)業(yè)機(jī)械種植農(nóng)作物，農(nóng)民在家只要管理作業(yè)調(diào)度，這韓國農(nóng)機(jī)智能化追求的技術(shù)。可以說，目前開發(fā)的遠(yuǎn)程信息處理和自動(dòng)作業(yè)拖拉機(jī)技術(shù)，是實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)的基礎(chǔ)；基于遠(yuǎn)程信息處理的大數(shù)據(jù)采集、分析，通過物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行環(huán)境識(shí)別、智能農(nóng)場(chǎng)、作業(yè)機(jī)具連鎖控制，是韓國智能無人農(nóng)機(jī)技術(shù)的研發(fā)方向。