农业自动化机械国际产业概况与应用

发布者:网站管理员
发布时间:2019-08-22 18:19
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  农业的自动化行驶技术正稳定日益发展。日本政府为推动超省力与高品质生产智慧化农业,利用自动化机器人技术与ITC资通讯等高科技先进技术应用于各种示范实验,其研发成果目前也大幅展现。

  本篇就曳引机与收割机等主要农业自动化机械,综整国际间重要农机械企业之开发趋势:

(一) 久保田(日本)

  久保田农机早在2016年即已推出可直线行驶的插秧机,以及可自动转向的曳引机,并于2017年推出可在人工监控下的自动化行驶曳引机。

  由于近年来大量投入农业自动化机械研发,成果丰硕于2018年推出了装置GPS功能的新型曳引机、插秧机、收割机,并开发了可在人工监视下自动化行驶的收割机与插秧机。同时进一步开发了高自动化控制系统与可于外内部农场行驶的自动化机械。

  目前所开发新型的农业机械,可在农场内外操作员监视下,大幅进行自动化耕作、整地、施肥等农作业,比现有机型具备更强的100马力功能。预计2019年开始贩售。

  此外,新型的田植机(8排)与收割机(自动脱壳6排),可由人工操作下自动插秧与收割等新功能。分别预计2020年与2019年开始贩售。

  上述三种最新机型,改变了过去传统运作模式,除了更加符合市场需求,借由产品功能性不断创新研发,逐步实现智慧农业。

(二) Yanmar(日本)

  Yanmar所推出的无人行驶的“全自动曳引机”和高功能“自动曳引机”从2018年10月后依序发行。此机种可借由平板操作下,让两台曳引机在无人行驶的状态下相互并行,同时利用红外线与超音波技术的感测器与安全启动器计算出距离。

  插秧机的部分,Yanmar所推出的自动插秧机“YR8D”,采用是误差指数几公分内的即时动态定位系统RTK-GNSS,具备高精密度的自动行走与旋转功能。有关田间外部行驶的部分,可自动计算出农作业所行驶路径,只要按下开始按纽即可启动。除此,也可透过平板轻松操作与设定各种功能。

  此外,YT系列的自动曳引机,拥有预设行驶路径高功能,同时可以操作方向盘(转向)、作业机的升降、前进、后退、停止等功能,甚至可同时操作有人驾驶与无人驾驶共同行驶。

(三) 井关农机(日本)

  井关农机所开发新型插秧机可接收GPS,单凭控制杆即可直行行驶外,还可透过超音波感测器与电极感测器进行土壤测试,目前正进行可自动侦测施肥量的自动化插秧机之研发。

  2018年12月开始,井关农机开始对外贩售应用全球导航系统(Global Navigation Satellite System, GNSS)之自动化曳引机“TJV655R”操作仪版。除此,还搭配“ISEKI DREAM PILOT”自动控制杆与“ISEKI SENSING TECHNOLOGY”感测技术,以及“ISEKI AGRIMANAGEMENT SYSTEM”农业经营管理系统,可在人工监视下自动化无人远距操作。此外,还可透过GNSS的智慧天线模组立即测出现在所在位置,并利用陀螺仪感测器因农业机械倾斜所引起的定位误差,以实现高精密自动行驶作业。

  曳引机方面,最新研发具备有摄像头、超音波雷射与红外线感测器等功能,可用于探测障碍物与勘查地形。除了能够在平板电脑上执行操作、路径模式、路线设定之外,还可以使用遥控器,以远距模式启动或停止自动驾驶。

(四) 三菱农机(日本)

  三菱农机总部位于日本岛根县,目前推出低成本旋转辅助装置“SMARTEYEDRIVE”农业机械。此装置堪称农业机械中的ADAS(先进驾驶辅助系统),利用单眼摄像头、影像处理,将从所拍摄的图像判断农机械在直行与追随时,行进方向是否偏移,并发出讯号至转向装置发出指令。

  此外,此机型无须利用GPS等卫星通讯系统,即可精准度达到5cm以内,此项系统也可以后续再进行安装。

  除了上述机型以外,目前还在其他研发新机型,于2018年8月在北海道带广市国际农业机械展展出。

(五) Deere & Company(美国)

  Deere & Company为全球最大的农机制造商。针对自动转向操作系统早期就已着手进行开发,再加上2017年收购了美国“Blue River Technology”公司后,吸取了GPS、AI人工智慧与图像分析技术经验后,加快了自动行驶技术之开发。

  另外,Deere & Company公司所开发的自动转向操作系统,针对水稻、农耕作物、户外蔬菜等作物种植,不管运用曳引机、收割机、插秧机、自动行驶青贮机等农业机械,皆可达到高精密行驶。除此,在作业期间无须自行操作方向盘,可减少疲劳作业,提升作业效率与注意力之利处,并可借由精准定位系统,完成所有作业,避免农地突出处不必要的来回运转。

  此外,未来针对小麦、豆类和甜菜等相关作物,将这系列机种扩大应用于犁地、防病虫害、施肥、播种与采收等农作业。

(六) New Holland(美国)

  New Holland是CNH Global(英国)的旗下子公司,为 Dear&Company主要竞争者,于2018年8月北海道带广市举办的国际农业机械展展示新开发的自动行驶农业机械技术-NHDrive。

  此项机型,前后配有两个摄像头,只须预先输入地图资讯,即可在农场的通道上自动行驶,并可自动操作农场作业。除此,亦可利用桌上型电脑或行动平板进行远端操作与监视控制。

(七) Case IH(美国)

  Case IH是CNH 国际集团旗下子公司,2016年美国爱荷华州举办的农机设备贸易展中的“Farm‧ Progress‧Show”展示所研发的自动行驶农业机械。

  此项自动化控制技术由ASI共同开发,从播种、采割、施肥、种植等农作业皆可透过平板远端操作。除此,可运用雷射与相机装置,掌握周围状况,避免撞到障碍物之功能。

(八) Autonomous Tractor(美国)

  美国Autonomous Tractor Corporation在农机界如同“特斯拉”般的存在,其总部设于美国北达科他州,呈如公司名字所述,主要业务为自动行驶与引擎开发,以推行降低燃料费与延长使用寿命等性能为主。

  自2012年以来,持续开发具有自行操作系统的自动行驶曳引机,此机型目前除了利用雷射感测器,还可充分掌握周围的情况与农机械位置,并达到2.5cm以下的误差。至于传递指令部分,则利用机械一边运转一边传达作业范围到机器系统。

  另外,Autonomous Tractor最新已公开发表无驾驶舱的自动行驶曳引机的概念模型“Spirit”,但由于尚未配有手动驾驶功能,现阶段仍无法判断是否可实际应用。未来将着重开发可安装在其他制造商的自动行驶配件。

(九) Fendt(德国)

  Fentt为美国爱科集团的子公司,早期已开发一台有人行驶的曳引机后面追随另一台自动无人行驶的曳引机-“Fendt Guide Connect”。此机型利用定位系统与无线连线将两台综整在一套系统里,并透过RTK-GPS卫星精确定位精准掌握跟随的距离和保持横向的距离。

(十) Mahindra & Mahindra(印度)

  Mahindra&Mahindra为印度知名汽车制造商Mahindra企业集团旗下的农业机械品牌。于2017年发表了试开发的机型。 有关机械相关细节尚不清楚,但该公司从2018年开始阶段性发表新机型讯息,期盼借由汽车制造商的制造优势拓展未来的农业机械市场。

(十一)其他

  其他尚有如有关自动行驶的高精准定位等相关支援系统之开发的NTT 数据服务公司与住友商事,以及应用自动行驶农机以提升农作业效率为主的legmin公司,以及支援农业机械运作的APP与自动方向操作器的农业资讯设计等各企业持续加入研发设计。

  除此尚有自动无人机导航系统(SoftBank技术),以及利用机载型高光谱遥测技术进行作物生长分析(日立系统)等无人机的技术和服务持续开发。借由创新智慧化技术日益发展下,未来将遍及农业整体当中。

全球农业共同发展趋势-智慧农业:推动农业自动行驶技术日益普及化

  虽然国外农业机械制造商自动驾驶技术资讯较难以取得,但农业机械自动化行驶技术,目前已经成为全球农业的共同发展趋势。

  另外,相较于难以计数混乱的汽车的交通环境,农地的范围较可衡量控制,整体环境易于农机无人操作行驶。因此,若借由原先的汽车的制造商的技术开发应用于农业自动化是更为容易。此外,若能结合收割机与插秧机等两种机型功能,也是未来农业机械可研发的方向。

  随着智慧农业技术的日益高速发展下,借由无人机、大数据、农业生产管理系统等自动化先进技术之应用,所带来之效益将高度解决劳动力不足问题与提升农作业生产效率。
文章来源: ASTD http://t.cn/AiQTqlnv
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