面向稻麦智慧化生产的无人农机团队
无人农机团队由四家协同体单位、校内四个学院的相关人员组成,成员年龄层次合理、专业互补性强,包括高级职称人员9人、中级职称7人,均在智能农机装备、导航控制以及农业信息化领域从事科研工作。校内人员近5年以江苏大学为承担单位立项包括上海市与江苏省第一批无人农场建设等相关项目经费超 1000 万元。项目负责人魏新华研究员在农机智能化/无人化提升、农机自主作业控制领域有丰富的研究积累,先后主持国家重点研发计划课题、国家自然科学基金面上等项目 20 余项,负责组织学部项目的申请与实施。团队骨干崔冰波副研究员在农机智能导航与路径规划方面积累了丰富的工作经验,主持国家自然科学基金、江苏省重点研发计划(重点项目)课题等项目6项。团队骨干王纪章副研究员主要从事智能农业装备与农业物联网研发工作,主持国家自然科学基金、国家重点研发计划任务等项目 10 余项。此外,校内团队成员还包括具有管理调度、图形图论、应用统计、自动控制、农业机械、导航制导、机械设计与制造等专业背景的专职科研人员 10 人,在长期的智能农业装备研究与开发工作中,形成了以青年骨干教师为主体、高素质研究生队伍为助理的 40 余人的协同创新团队。
研究内容:
为进一步提高农机无人化作业的工况适应性、作业可靠性并进一步改善其作业效率和智能化水平,在团队现有农机无人驾驶自主作业技术及稻麦生产耕种管收无人化农机系统的基础上,围绕重点开展以下研究:
(1)突破全田块完整作业路径自动规划、“北斗+惯导+视觉”组合导航、泥水田侧滑监测及高精度路径跟踪控制等关键技术,完善现有耕种管收各环节农机作业状况实时监测和作业行为自主调控,研发农机无人驾驶自主作业通用控制平台、通用障碍探测和危险识别及自主避险系统,着力提升无人化农机的无人驾驶自主作业能力;
(2)突破种肥播施状态监测及自适应稳定控制、播深监测及自适应稳定调控等关键技术,完善现有实时/处方变量施药、实时/处方变量施肥、 联合收割机在线测产技术及系统,着力提升无人化农机的精准变量作业能力,逐步超过熟练机手的精细作业水平和作业质量;
(3)突破“北斗-惯导-UWB” 融合定位、跟随路径实时规划及动态更新、“领航-跟随”编队控制、人机协同认知和共商决策等关键技术,研发人机共融多机协同控制系统,实现“道路转场一人带多机、田间作业一人带/看多机”;
(4)突破多元地理信息配准及地物坐标提取、空间数据快速检索和跨环节信息共享、多机协同作业路径动态优化和实时分发、农机作业状态在线评估和故障预警等关键技术,完善现有农机远程可视化监控系统,实现所有无人化农机的统一协同调度、跨环节信息共享和远程可视化监控;
(5)建设集实际生产与试验示范功能于一体的面积 500 亩左右的稻麦生产无人化示范农场,选配部分现有农机,增配适量具有全动力换挡/CVT/HST 电控换向调速能力的智能化农机,进行全无人驾驶自主作业后装改造,制定稻麦主要生产环节 “无人化”作业技术规范,形成可复制、可推广的稻麦轮作“无人化农场”建设方案。