基于云-端高精度地图的油菜无人播种作业系统设计与试验

油菜是我国重要的农作物之一，种植面积广泛，尤其是南方，经常能见到中小田块的花田，这与油菜花的种子数量、种植密度有关。

一般来说，油菜花的种植密度为每亩地2500-3000株，这是根据油菜花的生长特点和光照条件而定的。如果种植密度较低，油菜花的生长空间会相对较大，但产量可能会受到一定的限制。而如果种植密度较高，虽然每株油菜花的生长空间会减小，但产量可能会有所提高。

华中农业大学工学院与农业农村部长江中下游农业装备重点实验室，跨学科跨专业组成科研以丁幼春教授团队，针对人工采集南方中小田边界信息操作烦琐、无人拖拉机转场作业效率低且在转弯调头处留下较大漏作业区域的问题，该研究搭建了一种基于云-端高精度地图的油菜无人播种作业系统。

该研究系统采用“无人机构建高精度地图+远程网页端规划作业路径”方法，使用无人机采集影像数据构建高精度地图，基于高精度地图框选田块实现梭行外螺旋路径自动生成，完成直播机组远程路径规划及调度作业。

系统采用梭行外螺旋全覆盖路径规划方法，利用两退三切鱼尾调头方法完成梭行路径换线。为完成外螺旋路径换线，在田块边角设计了一退两切转弯换线方法，减小了油菜无人播种作业系统在转弯或调头过程产生的漏作业区域面积，进一步提升了播种作业覆盖率，并开展梭行外螺旋全覆盖路径与梭行、套行路径作业面积和作业覆盖率对比仿真试验，以Case TM1404型拖拉机搭载智能播种施肥一体机为试验平台，开展了田间试验。

试验结果表明，梭行外螺旋全覆盖路径较梭行与套行作业路径，漏作业率减小18.58%~26.01%。使用无人机构建的高精度地图平面误差最大为3.23 cm，导航作业过程中最大横向偏差为7.94 cm，最大平均绝对偏差为1.85 cm，作业覆盖率为93.16%。

该研究所构建的油菜无人播种作业系统有效可行。未来将探索不规则田块情况下的油菜无人播种作业模式，进一步提高系统适用性。

审核编辑 黄宇