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日本Agri Robo无人插秧机器人

Kubota企业解读与发展背景

企业名称: Kubota(又称“久保田集团”)。

创立时间与地点: 1890年在日本东京创立,拥有130多年的历史。

企业定位: 在食品、水和环境领域为世界做出贡献,成长为一个全球品牌。

产品市场渗透: 拖拉机累计销量超过540万辆。在日本先进水处理设施中,久保田的处理设备占比超过80%。其发动机总产量超过3000万台,以高性能、节能和省力著称。

三大价值提供: ①提供解决方案以支持食品、水和环境领域的基础设施建设;②实现可持续发展的社会和自然循环;③为解决各种社区的社会问题做贡献。

专注三大趋势: ①通过资源循环平衡经济增长(循环经济);②温室气体净零排放(碳中和);③通过回收和共享实现产品边际成本接近于零。

自动化水稻插秧技术的发展背景: ①劳动力减少:由于低出生率和人口老龄化导致的劳动力减少已成为日本的主要社会问题之一;②完成时间短:水稻插秧工作必须在短时间内完成,以确保水稻植株均匀生长,苗木还需要大量人员运输和补充,许多农场面临劳动力短缺的问题;③工作量增加:随着老龄化农民离开行业和新劳动力的减少,每个职业农民的耕地比例迅速增加,导致工作量增加;④工作效率不高:做插秧工作必须有经验和技能,目前,骑式插秧机虽然已日渐普及,但其中的科技含量仍然较低,工作效率不高;⑤难度较大:对水稻插秧自动化的需求早已有之,因为插秧对初学者来说难度很大,而且一旦完成,就不能重做。

Agri Robo插秧机器人技术解读

1.AgriRobo插秧机器人简介与目标

(1)机器人简介

于2020年10月推出的Agri Robo是世界上第一台不需要操作员即可自动完成工作的机器人

(2)企业目标

推进水稻种植以适应任何类型的田地,使种植实现自动化

2.种植模式

均匀种植

插秧机均匀地种植幼苗而不重叠,水稻就会生长均匀,不会浪费空间,这样的种植技术在日本水稻种植中非常普及

3.专家全田种植技术

(1)技术关键

捕获整个田地的作业数据绘制成地图实现鸟瞰方式操控作业,并与GPS定位数据相结合,以确定有效的种植顺序

(2)插秧模式

● 往返插秧+外围插秧:以为外围种植留出空间的方式往返种植。当手工种植时,幼苗可能会相互重叠,或者留下额外的空间,导致种植在视觉上不吸引人

● 内周边种植(新增):通过调整行间距,以及根据多余的空间,来计算理想的幼苗供应数量和进出点位置

(3)往返种植场景

● 理想情况下,手动往返种植应从入口/出口点开始,并在奇数行结束以开始外围种植,但根据田间条件,往返种植可能需要在偶数行中进行,在这种情况下,机器必须转动两次,这可能会损坏田地并扰乱种植过程

● Agri Robo插秧机器人可调整行间距,设计出一条路线,使内部往返种植尽可能均匀,最大限度地减少对场地的损害

● 无种植过程算法:根据田地的情况,可以在奇数行中进行内部往返,通过一排而不种植任何东西,只种植最后一排,并沿它通过的路线返回

(4)实现“专家级全田种植”的挑战

耕地并不总是规则的图形,有各种形状和大小。田地周围的山脊和水闸也可能是不规则的,这成为直接种植的障碍

(5)两个主要关键点

● 地图生成:绘图功能运用先进的技术来准确捕捉场地的大小和形状,通过GPS获得的位置信息提取必要的点并生成周边路线,简单地连接以几十厘米的间隔绘制的GPS点会创建锯齿形线。对位置数据进行优化处理,不仅使插秧机可以直线移动,而且完善后的机器设计,使底盘移动平稳不摇晃。当遇到稻谷水闸或其他障碍物挡路时,Agri Robo水稻插秧机器人会生成一条路线避开,并在不重叠的情况下种植幼苗

● 控制与安全:包括障碍物检测和安全停止,如果机器人偏离自动种植区域,则会自动停止运行

4.应用场景与案例

水稻田

日本琦玉县水稻种植、岩手县北上市和贺町的水稻种植等

黄刚老师解读

1.市场刚需:中国是水稻种植大国,实现高效、智能化的种植是趋势,随着上一代农民的老龄化,下一代农民根本不能用传统的种植方式生产了,因此智能化的插秧机是刚需。另外,我国南方地区很多水稻梯田的面积很小,导致生产效率不高,与平坦的土地相比,需要更多的时间及人力,因此迫切需要这样的设备来提高效率和节省劳动力。

2.应用场景:这样的插秧机器人,适合多种地貌种植,除大平原外,“云贵川”能通公路的稻田都可以使用,应用范围非常广。值得期待的是,中国的农机企业能够研发出类似的产品。

视频解析

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