智能化技術(shù)在農(nóng)業(yè)機械中的應(yīng)用與發(fā)展探究

張筱桄

（凌源市農(nóng)機質(zhì)量監(jiān)督管理站，遼寧 凌源 122500）

在新形勢下，如果農(nóng)業(yè)企業(yè)還使用過去的生產(chǎn)方式開展工作，將無法滿足新時代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作的開展需要，有關(guān)部門大力支持農(nóng)業(yè)企業(yè)向現(xiàn)代農(nóng)業(yè)方向轉(zhuǎn)型，鼓勵相關(guān)企業(yè)合理應(yīng)用智能化技術(shù)開展工作。智能化農(nóng)業(yè)機械不斷出現(xiàn)，且已應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作當(dāng)中，農(nóng)業(yè)領(lǐng)域已向智慧農(nóng)業(yè)領(lǐng)域轉(zhuǎn)變。

1 從農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)角度展開分析

通過調(diào)查可以發(fā)現(xiàn)，在新時代有80%以上的農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)戶主動使用智能化農(nóng)業(yè)機械開展工作，還有部分農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)戶在現(xiàn)實因素的干擾下，未能很好地利用智能化農(nóng)業(yè)機械開展工作。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、農(nóng)業(yè)管理等工作開展期間，工作人員可以挖掘、借助互聯(lián)網(wǎng)優(yōu)勢開展工作。農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)在農(nóng)業(yè)信息感知等設(shè)備的幫助下，工作人員將輕松完成原本的工作。工作期間，工作人員應(yīng)該明確、遵循約定協(xié)議開展工作。在互聯(lián)網(wǎng)的幫助下，各式各樣的虛擬“物件”、物理部件將被有效結(jié)合，工作人員借此通信、分享信息，將順利構(gòu)建一種新的網(wǎng)絡(luò)，高效完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。這種新網(wǎng)絡(luò)能夠智能識別、管理農(nóng)業(yè)對象、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程，現(xiàn)已被廣泛地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作當(dāng)中。值得注意的是，為保證上述工作開展的質(zhì)量，工作人員應(yīng)該明確物理部件的具體內(nèi)容，如生產(chǎn)工具、各種動植物，均屬于物理部件。在現(xiàn)代農(nóng)業(yè)、智能農(nóng)業(yè)工作開展期間，工作人員已然能夠熟練地使用農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，去完成智能育種、農(nóng)機監(jiān)控等多項工作。農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率明顯提升，智能化農(nóng)業(yè)機械應(yīng)用、發(fā)展前景十分理想。以下對農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)給農(nóng)業(yè)機械改造、智能化技術(shù)應(yīng)用所帶來的影響進(jìn)行簡單介紹。

在新時代，農(nóng)業(yè)企業(yè)不斷嘗試有效措施，努力將農(nóng)業(yè)機械變成智能設(shè)備、信息設(shè)備。智能化農(nóng)業(yè)機械類型較多，農(nóng)業(yè)企業(yè)嘗試使用這些智能化農(nóng)業(yè)機械開展工作，不但能輕松完成種植環(huán)節(jié)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)，還能順利完成收獲等其他環(huán)節(jié)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作。在這一工作背景下，農(nóng)業(yè)企業(yè)嘗試使用農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)輔助農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作，以此快速達(dá)成目標(biāo)，工作人員也將借此輕松完成本職工作。筆者認(rèn)為，工作人員、相關(guān)農(nóng)業(yè)企業(yè)正確看待農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，深入挖掘其應(yīng)用優(yōu)勢，借此開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作，對農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)機械領(lǐng)域的長遠(yuǎn)發(fā)展均有積極影響。在現(xiàn)實工作中，工作人員可以在農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的幫助下，將網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程控制系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)機械有效連接。這一行為，不但能夠達(dá)到信息交互的農(nóng)業(yè)機械連接效果，還能使多臺農(nóng)業(yè)機械被有效控制、合理應(yīng)用。除此之外，農(nóng)業(yè)企業(yè)還應(yīng)該向廣大農(nóng)戶推廣并介紹農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中，農(nóng)戶可以嘗試將農(nóng)業(yè)機械、手機連在一起。這一行為，能使農(nóng)業(yè)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)被有效應(yīng)用。農(nóng)業(yè)機械行駛路線、工作完成情況，均將在農(nóng)戶的手機上實時顯示，農(nóng)戶可在隨意地點查看目標(biāo)農(nóng)業(yè)機械的使用情況，并以此為依據(jù)調(diào)整農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案。

2 從機器視覺技術(shù)的角度展開分析

2.1 農(nóng)業(yè)機器人將被有效應(yīng)用，其作業(yè)目標(biāo)識別、定位功能將充分發(fā)揮

在新時代，農(nóng)業(yè)企業(yè)開始嘗試在農(nóng)業(yè)機械中應(yīng)用智能化技術(shù)，更理想的農(nóng)業(yè)機械不斷出現(xiàn)，如農(nóng)業(yè)機器人等新機械設(shè)備更是被廣泛地應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動當(dāng)中。早在20世紀(jì)，荷蘭就開始研究溫室計算機自動控制系統(tǒng)，這種控制系統(tǒng)有助于達(dá)到智慧農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)目標(biāo)。在農(nóng)業(yè)機械智能化改造、優(yōu)化工作中，其他國家也在嘗試有效措施，努力將智能化技術(shù)、農(nóng)業(yè)機械有效結(jié)合。國內(nèi)更是如此，有關(guān)部門、農(nóng)業(yè)企業(yè)大力支持智能化農(nóng)業(yè)機械研究工作。目前，國內(nèi)已針對不同的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需要，制造出瓜果蔬菜采摘、噴藥等多類型的機器人。農(nóng)業(yè)企業(yè)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，合理使用農(nóng)業(yè)機器人，能夠解放大量的人力勞動力，且能使本企業(yè)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動向智能化方向不斷發(fā)展。為進(jìn)一步提升農(nóng)業(yè)機器人的應(yīng)用質(zhì)量，農(nóng)業(yè)企業(yè)可以嘗試將機器視覺技術(shù)應(yīng)用在機器人當(dāng)中。這一行為，能使農(nóng)業(yè)機器人的目標(biāo)識別功能、目標(biāo)定位功能得到完善，工作人員、廣大農(nóng)戶在此基礎(chǔ)上應(yīng)用農(nóng)業(yè)機器人開展工作，其農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率將顯著提升。

2.2 利用環(huán)境感知技術(shù)獲知農(nóng)業(yè)生產(chǎn)實際情況

在新時代，越來越多的農(nóng)業(yè)企業(yè)、農(nóng)戶開始使用智能化的農(nóng)業(yè)機械開展工作，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率因此大幅提升。為進(jìn)一步解放勞動力，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率能大幅提升，農(nóng)業(yè)企業(yè)開始嘗試應(yīng)用環(huán)境感知技術(shù)優(yōu)化和改進(jìn)農(nóng)業(yè)機械。該環(huán)節(jié)工作的開展、落實，經(jīng)常與自動駕駛技術(shù)一起應(yīng)用。農(nóng)業(yè)企業(yè)會根據(jù)現(xiàn)實需要，嘗試借助智能化的駕駛設(shè)備取代人力操作。在這一條件下，農(nóng)業(yè)企業(yè)合理使用環(huán)境感知技術(shù)，能夠快速獲知、區(qū)分現(xiàn)場環(huán)境、目標(biāo)駕駛設(shè)備的實際情況。為達(dá)成上述工作目標(biāo)，環(huán)境感知技術(shù)被有效利用，工作人員可以嘗試使用激光雷達(dá)、超聲波雷達(dá)等硬件設(shè)備輔助工作。在當(dāng)前工作中，工作人員會將不同類型的硬件設(shè)備組合在一起。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)機械在這一條件下，能兼具影像收集、分析等多項功能，且能順利完成目標(biāo)識別任務(wù)、導(dǎo)航任務(wù)。在未來工作中，農(nóng)業(yè)企業(yè)以及相關(guān)技術(shù)人員應(yīng)該正視、認(rèn)真做好視覺障礙物檢測與研究工作。這一技術(shù)，能使未來的智能化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備在運行期間自動規(guī)避靜態(tài)、動態(tài)障礙物，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率也會由此提升。

3 從自動駕駛技術(shù)的角度展開分析

3.1 農(nóng)機定位技術(shù)將被有效應(yīng)用在農(nóng)機自動駕駛過程中

在應(yīng)用智能化技術(shù)改造、優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械的過程中，農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)該合理利用自動駕駛技術(shù)改造農(nóng)機設(shè)備，使其能夠自動完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。在這一過程中，農(nóng)業(yè)企業(yè)還應(yīng)該正視農(nóng)機定位技術(shù)的應(yīng)用價值，并借此優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械的自動駕駛功能。在實際工作中，工作人員能在農(nóng)機定位技術(shù)的幫助下，完成農(nóng)機速度、位置等方面的測量任務(wù)，無需人力干預(yù)相關(guān)設(shè)備就能獲知所處位置，且能在此基礎(chǔ)上調(diào)整運動狀態(tài)，合理規(guī)劃后續(xù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方案，自動完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。在現(xiàn)實工作中，以下系統(tǒng)、方法已被應(yīng)用在實際工作當(dāng)中，下文對此進(jìn)行詳細(xì)介紹。

其一，在工作中，工作人員可以應(yīng)用全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)進(jìn)行定位。在系統(tǒng)的幫助下，工作人員將及時獲知時間、三維坐標(biāo)等重要信息，目標(biāo)農(nóng)業(yè)機械能夠借此定位，正常運作。在國內(nèi)，各農(nóng)業(yè)企業(yè)主要使用北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)輔助工作，相關(guān)農(nóng)業(yè)機械定位效果因此改善，給農(nóng)業(yè)企業(yè)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作帶來極大便利。

其二，在工作中，工作人員可以借助機器視覺定位手段進(jìn)行定位。在機器視覺技術(shù)的幫助下，工作人員能輕松地完成影像收集、分析任務(wù)，且能夠識別目標(biāo)農(nóng)作物并借此確定行進(jìn)路線。在這一過程中，農(nóng)業(yè)機械將自動確定自身與目標(biāo)農(nóng)作物之間的距離，且能得出航向信息，開展農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作。

其三，在工作中，工作人員可以借助慣性導(dǎo)航定位手段進(jìn)行定位。在慣性測量單元的幫助下，工作人員將及時獲知目標(biāo)農(nóng)業(yè)機械的旋轉(zhuǎn)、慣性信息?；谶@一工作背景，目標(biāo)農(nóng)業(yè)機械能輕松根據(jù)當(dāng)前位置信息，推算、確定出下一工作位置。

在實際工作中，工作人員以及相關(guān)農(nóng)業(yè)企業(yè)應(yīng)該聯(lián)系實際，在充分考慮現(xiàn)實需要的前提下，選擇、借助不同的先進(jìn)系統(tǒng)、技術(shù)進(jìn)行定位，以達(dá)到智能化農(nóng)業(yè)機械自動駕駛的行進(jìn)效果。

3.2 路徑規(guī)劃工作將開展，跟蹤控制技術(shù)將被有效應(yīng)用

實際工作中，農(nóng)業(yè)企業(yè)嘗試將智能化技術(shù)應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機械設(shè)備當(dāng)中，能使相關(guān)機械設(shè)備達(dá)到自動導(dǎo)航、作業(yè)的工作效果。在這一工作背景下，工作人員應(yīng)該注意路徑規(guī)劃工作的開展質(zhì)量，確保智能化農(nóng)業(yè)機械設(shè)備能夠得到有效利用。具體表現(xiàn)為通過研究可以發(fā)現(xiàn)，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動中，工作人員會使用各式各樣的農(nóng)業(yè)機械輔助工作。在這一過程中，工作人員應(yīng)該特別注意作業(yè)路徑的走向情況，以免影響相關(guān)農(nóng)業(yè)機械的作業(yè)效率、質(zhì)量。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，工作人員分別從作業(yè)路徑的走向、形狀角度出發(fā)，認(rèn)真做好路徑規(guī)劃、優(yōu)化工作，能從根本上保障農(nóng)業(yè)機械的運行質(zhì)量。導(dǎo)航系統(tǒng)實用性將因此提升，進(jìn)而使農(nóng)機整體工作效率不斷提升。如今，有關(guān)部門、農(nóng)業(yè)企業(yè)已經(jīng)能根據(jù)不同的、復(fù)雜的田間問題，給出相應(yīng)的路徑規(guī)劃計劃，且工作人員全面考慮生產(chǎn)成本、農(nóng)機作業(yè)質(zhì)量等多項因素，從而在此基礎(chǔ)上確定優(yōu)質(zhì)、高效的作業(yè)路徑。

在智能化農(nóng)業(yè)機械運行過程中，工作人員應(yīng)該充分挖掘、利用路徑跟蹤控制技術(shù)優(yōu)勢開展工作。在先進(jìn)技術(shù)的幫助下，工作人員能通過簡單操作，使目標(biāo)智能化農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)自動駕駛、作業(yè)。該智能化農(nóng)業(yè)機械在作業(yè)過程中，還將在路徑跟蹤控制技術(shù)的幫助下，實時記錄路徑軌跡。在這一工作背景下，智能化農(nóng)業(yè)機械將根據(jù)現(xiàn)實情況，合理規(guī)劃行進(jìn)路線，如果出現(xiàn)偏差目標(biāo)智能化農(nóng)業(yè)機械也將自行回位，按原計劃正常作業(yè)。為達(dá)成上述智能化農(nóng)業(yè)機械運行目標(biāo)，使相關(guān)農(nóng)業(yè)機械能夠輕松達(dá)到路徑跟蹤控制的運行效果，工作人員可以嘗試從以下兩個角度出發(fā)，開展工作。

其一，工作人員可以利用模型控制技術(shù)開展工作。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，工作人員細(xì)致研究模型控制技術(shù)，借此應(yīng)用自動化駕駛技術(shù)、路徑跟蹤控制技術(shù)等開展工作，能使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動順利開展。所在地區(qū)的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率、生產(chǎn)質(zhì)量均將因此得到保障。具體表現(xiàn)：在實際工作中，工作人員應(yīng)該合理利用農(nóng)業(yè)機械的動力學(xué)、運動類型模型開展工作，并借此完成控制器設(shè)計等其他環(huán)節(jié)的工作。在這一條件下，動力學(xué)、運動學(xué)知識點將發(fā)揮作用，相關(guān)農(nóng)業(yè)機械的預(yù)測功能也將借此體現(xiàn)，目標(biāo)農(nóng)業(yè)機械更是能夠借此達(dá)到自動化控制的作業(yè)目標(biāo)。為保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的開展質(zhì)量，工作人員應(yīng)該聯(lián)系實際，做好建模、模型應(yīng)用等環(huán)節(jié)的工作。以動力學(xué)模型為例，在實際工作中，工作人員應(yīng)該合理利用運動學(xué)知識點開展工作。經(jīng)實踐發(fā)現(xiàn)，工作人員全面利用慣性作用、質(zhì)量等方面因素設(shè)計模型，能使目標(biāo)農(nóng)業(yè)機械的運動狀態(tài)愈加理想。但是，這種模型在建立、使用過程中，還是存在一定問題，會影響農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的開展質(zhì)量，所以工作人員在使用相關(guān)模型開展工作的過程中，需要利用數(shù)學(xué)模型輔助工作。這種模型在建模時難度更高，對工作人員個人能力要求也較高。再加上一些參數(shù)不易獲得，如果工作人員在這一條件下使用模型控制技術(shù)開展工作，成功率較低。除上述弊端之外，模型控制技術(shù)的適用效果也不理想。各農(nóng)業(yè)企業(yè)、工作人員應(yīng)該正視這些問題，合理應(yīng)用智能化農(nóng)業(yè)機械開展工作，以保證農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動的開展質(zhì)量。

其二，工作人員可以利用數(shù)據(jù)控制技術(shù)開展工作。當(dāng)代社會，科學(xué)技術(shù)被廣泛應(yīng)用，人工智能網(wǎng)絡(luò)控制系統(tǒng)等已經(jīng)被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)機械控制過程當(dāng)中。這一變化，使農(nóng)業(yè)機械設(shè)備能達(dá)到自動化控制、駕駛的作業(yè)效果。農(nóng)業(yè)企業(yè)、相關(guān)工作人員可以在大多數(shù)情況下，借助數(shù)據(jù)控制技術(shù)操控農(nóng)業(yè)機械，并借此完成農(nóng)業(yè)生產(chǎn)任務(wù)。

4 結(jié)束語

總而言之，農(nóng)業(yè)企業(yè)合理利用智能化技術(shù)改造、優(yōu)化農(nóng)業(yè)機械，能使相關(guān)設(shè)備運行質(zhì)量、自動化運行效果顯著改善。如今，越來越多的智能化農(nóng)業(yè)機械已被應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動當(dāng)中。在這一背景下，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動開展效率、開展質(zhì)量明顯提升，農(nóng)機領(lǐng)域、農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域更是借此邁進(jìn)新的發(fā)展階段。