近日，中国农学会颁发了2022-2023年度神农中华农业科技奖的决定。我院张漫教授主持完成的“智慧农场多机协同导航关键技术与应用”荣获科学研究类二等奖。获奖成果介绍：
智慧农场多机协同导航关键技术与应用
主要完成人：张漫，付卫强，李由，李寒，杨玮，罗长海，王锐，刘刚，李民赞，安晓飞，孙红，具大源，肖跃进，马飞，仇瑞承
主要完成单位：中国农业大学，北京市农林科学院智能装备技术研究中心，上海联适导航技术股份有限公司
智慧农场是一种全天候、全过程的无人化生产作业模式。随着我国农业集约化、规模化、产业化的发展以及北斗卫星导航系统的广泛应用，多机协同导航作业模式逐渐成为智慧农场的重点研究领域。针对非结构化农田环境下多机协同作业任务分配模型尚不明确、转向与决策控制精度低、动静态障碍物检测精度低、相应的软硬件技术体系尚未形成等问题，在国家重点研发计划课题（多机协同作业导航技术与装置（2017YFD0700403）、玉米无人化作业关键共性技术与系统研发（2022YFD2001601））、国家自然科学基金（复式作业模式下主-从协同农机导航系统动态建模与避障策略研究（31571570））等多个项目的支持下，开展了多机协同作业机群调度规划方法、导航控制系统设计、动态障碍物识别与跟踪方法等研究，创制了跟随型多机协同农机自动导航系统。主要创新与贡献如下：
① 发明了基于NSGA-Ⅲ与蚁群算法结合的多机协同作业机群调度规划方法，以收获机/运粮机协同作业场景为研究对象，创建了多目标组合优化模型，实现了满足地块位置、任务数量、作业能力、路径冲突等约束条件的机群调度规划，提升了智慧农场的作业效率。
多机协同作业任务分配
② 提出了基于多维度点云特征的农田障碍物目标检测和基于改进全局最近邻的农田障碍物多目标动态跟踪方法，解决了非结构化农田环境目标位置估计与运动预测精度低的问题，提高了导航系统的安全性。
基于激光雷达的障碍物检测与跟踪系统
③ 创制了主从跟随型多机协同自动导航系统，设计了基于变论域模糊控制的导航决策控制器，增强了系统的自适应能力，提高了多场景条件下协同作业农机导航的普适性。
基于变论域模糊控制的导航决策控制器
该成果获授权国家发明专利31项，登记软件著作权34项，制定团体标准2项、企业标准3项，发表高水平论文122篇，出版专著/教材4部。近5年来，项目成果应用于无人整地机、播种机、收获机等农业机械产品。科技成果评价专家一致认为：智慧农场多机协同导航关键技术及装备成果总体水平达到国际先进，其中复杂农田环境下动态障碍物的检测与跟踪技术水平达到国际领先。
