“要在農業機械導航領域有我們中國人的話語權”

羅錫文

羅錫文：

華農農業工程學科帶頭人

華南農業大學農業工程學科帶頭人。中國工程院院士、農業機械化工程專家，現任華南農業大學教授、博導，南方農業機械與裝備關鍵技術教育部重點實驗室主任，兼任中國農業機械學會名譽理事長和中國農業工程學會名譽理事長。長期從事水稻生產機械化和農業機械與裝備機電一體化技術研究。首創同步開溝起壟施肥水稻精量穴播技術體系，創新研製成功水稻精量穴播機和水田鐳射平地機；突破了農業機械導航與自動作業系統關鍵技術，在國內首次研製成功無人駕駛拖拉機、水稻種植機械和棉花播種機械。

曾獲國家技術發明獎二等獎1項，國家科技進步獎二等獎1項，省部級科技獎勵15項，主編教材和專著6部，發表學術論文350餘篇，SCI/EI收錄100餘篇，獲授權發明專利70餘件。

日前，中國工程院院士、華南農業大學教授羅錫文作為第一完成人的專案“基於北斗的農業機械自動導航作業關鍵技術及應用”，獲得了2020年度國家科技進步獎二等獎。

從小在農村長大，深知農民耕作之不易，如今已76歲的羅錫文仍然奮鬥在農業生產一線，為了“將農民從繁重的體力勞動中解放出來”，也為了“要在農業機械導航領域有我們中國人的話語權”。在接受南都記者專訪時，羅錫文回憶了自己與農機結緣的過程，也分享了農機自動導航技術從完全引進到實現國產、再到國際先進甚至領先水平的艱苦過程。

結緣

看《三國演義》木牛流馬 想著解決農民的辛苦

“和農機結緣，很巧的。”回憶與農機牽絆的這一生，這位年逾古稀的老人不忘他的三位好老師——農村、工廠、學校。

現在社會上流行一句話，今天在農村種田的都是38、61、99“部隊”，這三個“部隊”指的是婦女、兒童和老人。正所謂“農村的兒子早當家”，羅錫文對這句話感觸特別深，因為他在湖南的農村長大，農活中的“耕種管收”每個環節都幹過，現在回想起來都覺得“真苦”。還記得小時候在田中插秧，羅錫文累了便站起來伸伸腰，母親就在旁邊說“小孩子有什麼腰，趕快插”。羅錫文回憶道，當時最期盼的就是母親提著茶水過來，因為這意味著可以休息了。

“小時候看到《三國演義》裡諸葛亮發明的木牛流馬能‘特行者數十里，群行三十里’，覺得很新鮮，就想要是幹農活也能自動化就好了。”羅錫文笑著說道：“說立志嘛也說不上，當時幹活累嘛，就是想著怎麼解決農民的辛苦，將農民從繁重的體力勞作中解放出來。”

1970年7月，羅錫文從華中工學院（現華中科技大學）無線電技術專業畢業，分配到貴州省銅仁縣農機廠工作，一干就是9年。“我現在還會和我的學生講，這9年的經歷對我這一輩子影響非常大，對我整個人生成長非常大。”羅錫文表示，在這九年中，他挑過100多斤的鐵塊，抬過溫度高達1400多攝氏度的鐵水，還掄過約10公斤的大鐵錘。

即便條件艱苦惡劣，羅錫文依然堅信“知識就是力量”，他研製了皮帶運輸機、軌道車等，將工人從挑鐵塊和抬鐵水的繁重工作中解放出來。1978年，他主持研製的錦江18型機動噴霧機榮獲貴州省科學大會獎。

“1978年我們國家恢復研究生招生，我還不知道。”在“中國噴霧機之父”、鎮江農業機械學院（現江蘇大學）教授高良潤的指引下，羅錫文努力準備考研，1979年考入華南農學院（現華南農業大學），師從我國著名的農機專家邵耀堅教授。

從農村到工廠再到學校，從農民到工人再到農機研究者，與農機結緣的羅錫文開始了為農機事業奮鬥的新階段。

攻關

訊號丟失30秒內 定位精度仍在3cm內

從2003年起，羅錫文團隊在國內率先開展了基於衛星定位的農業機械自動導航作業技術的系統研究。專案啟動時，國內農機導航系統全部依賴進口，而且價格昂貴。

“農機精準導航是智慧農機裝備的重要支撐。”羅錫文告訴記者，它可以提高作業質量、作物產量、土地利用率和農機利用率，減少肥料和農藥用量、降低生產成本，緩解農村勞動力短缺問題。專案啟動時，國內農機自動導航作業面臨三大關鍵技術問題，分別是精準定位難、導航控制難和系統整合難。比如說，衛星訊號遮擋，現場作業環境複雜、地形起伏多變，都會給農機自動導航作業帶來麻煩。

“要在農業機械導航領域有我們中國人的話語權。”從那時起，羅錫文團隊致力於解決三大關鍵技術問題。針對農機姿態測量精度低的問題，團隊設計了外部加速度補償的卡爾曼濾波演算法，俯仰角和橫滾角平均誤差從2°降低至0.55°，航向角測量精度由5°提高到0.3°。針對複雜農田環境中衛星定位訊號丟失的問題，團隊又提高了導航系統的斷點續航能力，讓訊號丟失30秒內導航系統定位精度仍可保持在3cm內。

經過不懈努力，團隊突破了十項關鍵技術，取得了三大創新成果：突破了複雜農田環境下農機自動導航作業高精度定位和姿態檢測技術；創新提出全區域覆蓋作業路徑規劃方法、路徑跟蹤複合控制演算法、自動避障和主從導航控制技術，提高了農機導航精度、作業質量和作業效率；創制了具有自主智慧財產權的農機自動導航作業線控裝置和農機北斗自動導航產品。

與國外相比，團隊的多項核心技術達到了國際先進甚至是領先水平。比如，採用基於水田農機側滑線上識別的路徑跟蹤控制方法的水田路徑跟蹤控制精度為4.4cm，遠比國外水田路徑跟蹤控制精度10cm要高，居國際領先水平。羅錫文表示，我們在農機導航技術方面的研究成果，打破了國外技術壟斷，保障了我國農機導航裝備的自主安全可控，引領了我國農機導航技術的創新發展，為我國智慧農業提供了重要支撐。

採寫：南都記者 孫小鵬 李榕 南方日報記者 朱曉楓 通訊員 方瑋 陳芃辰

攝影：南都記者 馮宙鋒

綜合央視新聞