农机系统控制
复杂性、动态性、可靠性 执行机构控制 运动、方向、顺序 动力系统控制 转速、马力、过载 操作系统控制 操向、调节、鲁棒 机器状态监测 检测、显示、报警、自动处理
农机作业自动监控
复杂性、动态性、可靠性 作业工况监控 速度、温度、负荷、作业量 作业质量监测 精度、损失、重漏 动力能耗监测 输出、燃油、电耗 作业效率监测 幅宽、处理量 安全失效监控 发动机、工作部件、易损、润
农业自动化与信息化技术
Automation and Information in Agriculture
毛志怀
中国农业大学工学院
2009年12月
一、农业装备设施自动控制 二、农业生产过程自动化 三、农业信息技术 四、精细农业系统集成
一、农业装备设施自动控制
农业机械系统控制 农机作业自动监控 设施环境系统监控
生产过程自动化 生产系统自动化 智能化---农业机器人技术
三、农业信息技术
信息技术
有关数据与信息的应用技术。其内容包括：数据与信息
的采集、表示、处理、安全、传输、交换、显现、管理、组织、存储、
检索等。
农业信息技术
农村信息化
四、精细农业系统集成
机械化、自动化、智能化、信息化 空间信息 空间定位与自动行驶 实时变量作业
农机驾驶系统发展
无人系统
Autonomous Systems
全自智动能系导统航 Fully Autonomous
Intelligent Systems
功能扩展 Human Function Augmentation
辅助驾驶 Operator-Assist
远程操纵系统 Tele-operated Systems 多机组协同 Multi-vehicle cooperation
0.53/0.38
0.62/0.42
2.13/1.43
2.44/1.73
0.53/0.37
0.60/0.47
1.86/1.37
2.15/1.54
0.48/0.36
0.59/0.48
0.59/0.44
2.29/1.65
0.49/0.38
0.64/0.53
0.50/0.39
2.30/1.65
0.53/0.40
农机导航 Agricultural Vehicle Navigation
行走速度 犁地：
旋 耕: 2-7 km/hr 凿式犁: 5-10 km/hr
割草:
5-10 km/hr
喷雾:
3-7 km/hr
施肥施药:
5-11 km/hr
操向精度
普通精度:
12-40 cm (适合耕地)
RMS/CEP Errors from Daily Average (m)
Northstar (WAAS)
Outback (WAAS)
Satloc (WAAS)
Trimble (WAAS)
பைடு நூலகம்2.33/1.68
0.61/0.49
0.74/0.54
1.97/1.49
Trimble (OmniStar)
2.30/1.67
基于GPS GPS-based
基于传感 Perception-based
自动导航 Autonomous Vehicles
GPS定位 GPS Positioning
定位接收装置 System Options:
WAAS
免费，静态精度 ~75 cm
Single Frequency receivers
收费~$500/yr，静态精度 ~75 cm
Dual Frequency GPS receivers
收费~$800/yr，静态精度 ~25 cm
RTK GPS receiver
需要设基站 高解析精度 ~2 cm
(Static accuracy estimated over a short time period)
0.64/0.49
1.99/1.43
0.55/0.42
静态误差分布试验 UIUC
两个精度概念
绝对精度 Accuracy ✓ – The accuracy is
calculated from the measurement errors compared to the absolute true location 相对精度 Precision ✓ – Precision is determined from the measurement errors compared to the estimated true location, which is the average of the measurements.
滑、防护部位
设施环境系统监控
集约化、高度依赖人工气候、敏感 环境参数监测 温湿度、气体浓度、养分 环境调控 光、温、水、气、肥 生产系统控制 栽植、管理、摘收、饲喂、废
弃物处理
二、农业生产过程自动化
自动化机器或装置在无人干预的情况下按规定的程序或
指令自动进行操作或控制的过程，其目标是“稳，准，快”。
记录-重放 Record-Playback
辅助转向 Turning Assistance
精确导向 Precision Guidance 非接触式作物探测 Non-Contact Crop Detection 对行系统 Swath Tracking Systems
2000
2000+x
2000+2x
自动驾驶 Autoguidance 定位系统 Positioning systems 平行跟踪 Parallel Tracking 辅助操纵 Operator-Assisted
Starfire
Outback
静态精度 OSU Study on Static Accuracy of WAAS
Day 1 Day 2 Day 3 Day 4 Day 5 AVG.
Starfire (WAAS)
1.40/1.13 2.12/1.07
1.28/1.06 1.33/1.12
1.34/1.13 1.49/1.10
较好精度:
4-12 cm (适合施肥施药)
高精度:
2-4 cm (适合播种、中耕、收获)
24小时WAAS静态精度测定
OSU Study on Static Accuracy of WAAS Performance Metrics for positioning
systems (RMS error)