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　　韓國農(nóng)機智能駕駛技術(shù)走到哪一步， 有啥可借鑒的？

近日中央一號文件發(fā)布，提出農(nóng)機行業(yè)一個發(fā)展重點，就是“高端智能機械研發(fā)制造”。

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

韓國是世界這項技術(shù)研發(fā)，特別是在中小農(nóng)機上應(yīng)用，比較超前、領(lǐng)先的國家。對韓國的農(nóng)畜機械制造業(yè)情況，筆者一直與韓國農(nóng)畜產(chǎn)機械協(xié)會等保持著技術(shù)交流溝通。個人認為，了解把握該國在農(nóng)機智能自動駕駛技術(shù)的做法經(jīng)驗，可以給我國農(nóng)機行業(yè)正在進行的這方面工作帶來一些啟示。

 韓國自動駕駛技術(shù)的研發(fā)進展

韓國農(nóng)機行業(yè)總體體量不大，在國內(nèi)外農(nóng)機市場需求高峰期，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，韓國一批農(nóng)機企業(yè)，在農(nóng)業(yè)部鄉(xiāng)村振興廳的政府項目資金支持和行業(yè)協(xié)會的組織下，智能農(nóng)機技術(shù)與產(chǎn)品的研發(fā)，始終緊跟國際先進技術(shù)趨勢，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、插秧機、植保機械等產(chǎn)品上得到示范推廣。

該國農(nóng)機行業(yè)認為，自動駕駛拖拉機和智能農(nóng)機的研發(fā)與制造水平，以及推向市場的時期進度，是現(xiàn)階段衡量一個國家農(nóng)機工業(yè)技術(shù)和產(chǎn)品研發(fā)制造水平是否領(lǐng)先、先進程度如何的重要標(biāo)志。

根據(jù)世界農(nóng)機技術(shù)發(fā)展趨勢，韓國也將自動駕駛拖拉機技術(shù)，劃分為1級至4級四個級別標(biāo)準(zhǔn)：第一級即第一階段為拖拉機自動轉(zhuǎn)向；第二級即第二階段為拖拉機自動駕駛；第三級即第三階段為拖拉機自動作業(yè)；第四級即第四階段為拖拉機完全智能無人駕駛自動作業(yè)，等級階段越高，越需要先進高新的智能自動駕駛等相應(yīng)配套技術(shù)的應(yīng)用。

目前他們正處于研發(fā)自動駕駛技術(shù)的二到三級拖拉機產(chǎn)品和市場開拓階段。與發(fā)達國家農(nóng)機產(chǎn)品相比，韓國自我評價在拖拉機研發(fā)制造方面，同國際上先進水平相比較，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智能自動駕駛技術(shù)的發(fā)展機遇，在政府項目主導(dǎo)和大中企業(yè)自主研發(fā)下，成為拖拉機等農(nóng)機產(chǎn)品，趕超國際先進水平的機遇，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)機企業(yè)公司，已經(jīng)有序完成智能農(nóng)機產(chǎn)品研發(fā)，經(jīng)過機型原型測試，逐步加快進入商業(yè)化時期。2022年在農(nóng)機銷售市場就可以見到擁有自動駕駛二級階段水平的拖拉機產(chǎn)品。

高精密測量系統(tǒng)自主創(chuàng)新技術(shù)

農(nóng)機自動駕駛技術(shù)的研發(fā)，需要采用高精度測位技術(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)，以厘米為單位實現(xiàn)精確位置識別的高精度測位性能。此外，還需要連接技術(shù)，利用ICT技術(shù)將農(nóng)機和人連接起來，通過與農(nóng)機相連的各種傳感器來確認操作狀態(tài)及有無故障，支持農(nóng)機故障預(yù)知和快速維修。這將提高作業(yè)效率及農(nóng)機的運轉(zhuǎn)率，為農(nóng)民提供生產(chǎn)力及經(jīng)濟性的提高。

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

這一技術(shù)是基于人工智能的影像識別拖拉機自動駕駛技術(shù)，將取代昂貴的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)。該技術(shù)采用安裝在拖拉機前的攝像頭，通過深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析耕耘時產(chǎn)生的碎土作業(yè)，檢測出耕耘的區(qū)間與不耕作的區(qū)間的界限，然后進行檢測。用安裝在拖拉機前的攝像頭，進行深度學(xué)習(xí)技術(shù)分析，檢測出耕耘的區(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轉(zhuǎn)向的技術(shù)。

基于安裝在拖拉機前端的攝像頭獲取的視頻信息，自動駕駛結(jié)果顯示，作業(yè)速度3公里/小時時，直行行駛路徑誤差在±9.5厘米以內(nèi)，而一般農(nóng)機手駕駛行駛時誤差達±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)算進行系統(tǒng)配置，利用影像信息，因此更容易識別障礙物或應(yīng)對突發(fā)情況。

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

農(nóng)機自動駕駛技術(shù)與產(chǎn)品的特點

據(jù)悉，韓國大同、洋馬、樂星等拖拉機公司，近幾年相繼推出農(nóng)機自動駕駛技術(shù)二級階段的拖拉機等產(chǎn)品，2022年產(chǎn)品商業(yè)化運營的步伐會有所加快。

例如，大同公司的HX拖拉機產(chǎn)品，是該國拖拉機制造廠商生產(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。這一產(chǎn)品率先在韓國拖拉機中搭載了直行自動駕駛功能，在首回起點和終點直行自動路段后，該路段內(nèi)拖拉機可自動直行，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。拖拉機在直行自動區(qū)間中脫離終結(jié)點時，還采用報警聲音系統(tǒng)，以及齒輪自動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年開始專門進行開發(fā)自動行駛農(nóng)機產(chǎn)品，并己批量投入生產(chǎn)。其自動駕駛拖拉機盡管工作時受到天氣、路面等影響，在配套犁等機具作業(yè)的情況下，直行作業(yè)精度最高可達7 cm以內(nèi)，停車時拖拉機固定位置精度為2 cm為以下，在夜間自駕測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)機夜間作業(yè)受困難局限性

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

洋馬公司還開開發(fā)全自動駕駛和機群運行技術(shù)，持續(xù)發(fā)展利用ICT技術(shù)的智能農(nóng)場和信息采集技術(shù)，將建立ICT研發(fā)中心，在人工智能技術(shù)開發(fā)的同時，將自動駕駛農(nóng)機采集和分析的農(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拖拉機的遠程管理服務(wù)‘iTractor’是一項遠程監(jiān)控拖拉機狀態(tài)，向用戶傳達必要的維護內(nèi)容的服務(wù)。使用者可通過應(yīng)用程式接收警示、零部件更換時機等通知訊息。iTractor通過自動分析農(nóng)業(yè)活動信息，幫助用戶輕松地進行工作管理。

拖拉機是在稻田、田地等耕地上進行犁、播種機等多種作業(yè)的農(nóng)業(yè)機械。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駕駛作業(yè)拖拉機。為了在耕地上進行自動作業(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)。為了達到這功能，有的公司開發(fā)了快速啟動模式，只需設(shè)置兩點來確定直行方向，即可快速啟動自動作業(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時進行前方注視，自動轉(zhuǎn)彎時通過與電子發(fā)動機進行聯(lián)動控制，降低轉(zhuǎn)彎時行駛速度，重點是預(yù)防安全事故。通過與遠程信息處理連接，每天、每月提供作業(yè)數(shù)據(jù)，如作業(yè)時間、作業(yè)面積、燃料消耗量等，實現(xiàn)系統(tǒng)化的任務(wù)管理。

未來利用無人機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)機更加精準(zhǔn)聯(lián)動控制。希望現(xiàn)在為開發(fā)更加便捷、更安全的自主作業(yè)拖拉機而努力。

自動駕駛農(nóng)機技術(shù)市場需求與規(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)面臨勞動力短缺的危機之際，市場分析認為急需機械的自動化束手替代人力和有經(jīng)驗的農(nóng)機手，于是開始研發(fā)自動駕駛農(nóng)機。

韓國對自動駕駛拖拉機市場規(guī)模的分析判斷是，這一新型產(chǎn)品市場，從2015年的6億美元水平爆發(fā)式增長，預(yù)計到2023年將增加達到12億美元，2050年會實現(xiàn)大幅度突破有望達到450億美元。

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

自動駕駛農(nóng)機產(chǎn)品，在稻農(nóng)購買用戶中已達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的使用方法，總是操作方向盤，結(jié)果出錯了，還種了歪歪扭扭的秧苗，非常抱怨；當(dāng)擁有了自動駕駛插秧機后，插秧機交給自動駕駛作業(yè)，他只負責(zé)人在插秧機上補秧或查看作業(yè)狀態(tài)，非常方便，比本人種秧苗更直，達到了便捷性和替代人力的效應(yīng)。

到2030年，韓國也有望進入超高齡社會，勞動力短缺問題已經(jīng)成為現(xiàn)實，可持續(xù)農(nóng)業(yè)的解決辦法就是通過自動駕駛等方式實現(xiàn)無人農(nóng)機操作作業(yè)，這是無比改變的事實。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)機智能化追求的技術(shù)。可以說，目前開發(fā)的遠程信息處理和自動作業(yè)拖拉機技術(shù)，是實現(xiàn)這一目標(biāo)的基礎(chǔ)；基于遠程信息處理的大數(shù)據(jù)采集、分析，通過物聯(lián)網(wǎng)進行環(huán)境識別、智能農(nóng)場、作業(yè)機具連鎖控制，是韓國智能無人農(nóng)機技術(shù)的研發(fā)方向。