2023年农业自动驾驶系统行业的发展趋势
农业自动驾驶系统
近年来，我国农业已逐步从以人力、畜力为主的传统生产种植模式，向着智能化、智慧化转型，正大步迈入智慧农业的新时代。智慧农业可大幅度提升农业劳动生产率、资源利用率和土地产出率，是当今世界现代农业发展的重要方向，也是我国现代农业发展的必然选择。
集人工智能、大数据、云计算、5G等于一体，现代化农业的发展也促进了农机自动驾驶系统的研发进程。同时，政策补贴、市场需求等多方因素帮助打开了无人农机的市场大门。
一、行业未来发展趋势
（1）农机自动驾驶系统与农机具作业控制、北斗作业监测等功能相融合是发展趋势，农机智能化水平不断提高
农机自动驾驶系统与农机具作业控制、北斗作业监测等功能相融合，通过多机物联和协同作业，使得智能农机不仅能独立完成耕作、播种、施肥和收获等作业，还能让种子、化肥、农药的利用率提高，减少环境污染，节本增效，未来增长潜力较大，中共中央和国务院在《中共中央、国务院关于做好 2023 年全面推进乡村振兴重点工作的意见》明确提出支持北斗智能监测终端及辅助驾驶系统集成应用。
未来我国农机自动驾驶系统产品向功能集成化、更少人化干预的方向发展，目前我国的农机自动驾驶行业大规模应用的产品位于第二等级（辅助驾驶），仅公司等少数企业实现第三等级（自动驾驶和农艺优化）产品投入市场。
农业机械传统作业方式是以动力设备带动播种、喷药、耕地、收获等农具设备进行作业活动，连接方式比较单一且配合协调性较差，虽然农机智能驾驶系统解决了动力设备智能化问题，为达到智能作业还需要对农具进行智能化改造并集成，通过数据采集处理技术、传感技术、控制技术等对作业环境以及农机工作状态进行监测，再根据控制模型做出最佳决策。已有技术积累和产品应用的企业有望在农机进一步智能化市场中占据先发优势。
（2）农机装备智能化产品加速向多区域渗透，增量市场空间巨大
农田集约化和标准化建设、农业机械化水平是农机装备智能化产品的发展基础，而产品降本增效的效果和售价是农机装备智能化产品的发展动力，市场已逐渐从新疆、黑龙江等传统大规模农田集中区域，向河北、甘肃、内蒙古、江苏、陕西、山东、湖北、湖南、广西等区域渗透，逐渐从中大型农机向小型农机渗透。
我国小麦、玉米、棉花产区多位于以平原地形为主的东北、西北等区域，大型农机适用性较强，且高标准农田建设较早，农场主及农户使用农业机械的动力强，而复杂地形区域种植作物种类多样，人均亩数较低，目前以小型农机居多，整体农业机械化率仍有较大提升空间。农业农村部印发《“十四五”全国农业机械化发展规划》明确提出，全国农作物耕种收综合机械化率要从 2020 年的 71%提高到 2025 年的 75%，其中丘陵山区县（市、区）农作物耕种收综合机械化率要从 49%提高到超过 55%。
此外，复杂地形区域农户对产品性价比和使用效果更为敏感，随着产业链发展完善和上游成本下降以及头部企业规模提高、主动提升成本控制能力，农机装备智能化产品售价持续下降，且头部企业针对复杂地形适配性做了大量储备和优化，推动农机装备智能化产品加速向复杂地形区域和小型农机渗透。
小型农机差异性较大且分布更为分散，但保有量远远超过中大型农机，为农机装备智能化产品奠定广阔的增量市场空间。以拖拉机为例，虽然中大型拖拉机保有量占比有提高趋势，但截至 2021 年末全国小型拖拉机保有量达到 1,674.99万台，是中大型拖拉机保有量的 3.36 倍。
（3）智慧农场是未来农业新图景，无人农场落地项目会逐年增加，市场空间大
随着现代信息技术和智能装备等与农业深度跨界融合，未来将实现农业生产全过程的信息感知、定量决策、智能控制、精准投入、个性化服务，发展为智慧农业。除农机智能化不断提高以外，智慧农业的发展趋势还包括无人化迅速发展以及对农业数据的利用程度不断提高。
①无人化农场成为未来农业新图景
智慧农场亦称无人化农场，其本质是实现机器换人。中国工程院院士罗锡文用了高度概括的五句话来描写无人化农场：“耕作管收生产环节全覆盖；机库田间转移作业全自动；自动避障异况停车保平安；作物生产进程实施全监控；智能决策精准作业全无人。”
无人化农场是劳动力在不进入农场的情况下，采用物联网、大数据、人工智能、5G、机器人等新一代信息技术，通过远程控制、全程自动控制或机器人自主控制，完成所有农场生产作业的生产模式，是传统农场经过机械化、自动化两个发展阶段后的最终形态。其发展目标是机器人逐步替代人力，深度参与农业生产的全过程。根据参与深度的不同可将无人化农场划分为三个进阶形态：远程控制无人化农场、无人值守无人化农场和自主作业无人化农场。
第一阶段远程控制无人化农场形态可以实现机器代替劳力，人只进行远程操作、参与决策与控制。这一阶段需要智能化、自动化农业机械装备与自动驾驶技术融合并具备无人化操作能力，因此对农机驾驶系统的智能控制能力提出了更高的要求。目前受制于农业生产作业场景标准化和农机之间协同不足等问题，无人化农场尚处于示范阶段。
第二阶段无人值守无人化农场形态人不再需要全天远程监控，只需参与决策管理。这一阶段农机之间的协同协作更加紧密，各类农业生产模型也逐步成熟，从而实现农业生产作业的全程自动控制。农业物联网技术是这一过程中的必要支撑。网络远程控制系统通过与多台农机物联，实现多台农机的信息交互，用于多机的协同作业控制。
第三阶段自主作业无人化农场是无人农场的终极形态，该阶段完全不需要人的参与，机器人实现自主控制、智能决策。从第二阶段到最终阶段主要依赖于超级人工智能技术，它会在不断的实践中自主学习，最终形成超越人类的思考能力，在农业生产经营过程中进行自主判断、决策和技能操作。利用人工智能技术实现机器对人的替换是无人农场的关键所在。
②十四五期间我国无人化农场逐步从示范区走向商业化
十三五期间我国智慧农场建设处于早期研究示范阶段，根据农业农村部发布的《全国农垦经济和社会发展第十三个五年规划》，十三五时期在北京、上海、黑龙江、广东、江苏、安徽、湖北、海南、重庆、云南等垦区，创建 20 个智慧农场，开展农业物联网等信息技术集成应用和试验示范，发展电子商务，打造农场社会管理综合服务平台，积极推进生产、经营、管理全程信息化。
随着我国高标准农田的建设、智能农机的渗透和集成化程度的提升，十四五期间，国家出台相关政策推进无人农场从示范区走向商业化。
2021 年 9 月，农业农村部发布《“十四五”全国农业农村信息化发展规划》，明确提出：推进智慧农场建设，加快信息技术与农机农艺深度融合，推动智能感知、分析、控制等技术和装备在大田种植和设施园艺领域集成应用，实现生产全程机械化、投入品施用精准化、田间管理在线化。加快发展遥感监测、物联网测控、大数据分析等技术，提升墒情、苗情、虫情、灾情等“四情”监测能力和气象预测预报能力。
2022 年 5 月 18 日，由工业和信息化部指导，中国发布了首个智能农机技术路线图。工业和信息化部相关负责人指出，到“十四五”末期，中国平原地区主要粮食作物将全面普及以导航技术为主、具备自动行走能力的智能农机装备，在集中连片的大型平原地区农场，具备高度自主行走能力的智能农机、完全自主行走能力的农机将成为作业主力，形成一批商业化的无人农场。
2022 年 9 月，农业农村部办公厅印发了《农业现代化示范区数字化建设指南》，提出了发展目标，要用 3 至 5 年，推动示范区农业生产智能化水平、经营网络化水平、管理高效化水平、农业服务便捷化水平明显提高，示范区数字化发展取得显著成效，大数据应用场景丰富拓展，建成一批智慧农业先行样板。
要加快物联网、大数据、人工智能、区块链、5G 等现代信息技术在农业生产领域深度应用，建设一批智慧农场、智慧牧场、智慧渔场，核心是要形成一批数字化解决方案，加快推动智慧农业从“盆景”走向“风景”。
根据中国农业机械流通协会发布的数据，2020-2022 年期间，全国无人农场建设的数量成倍增长，无人农场的发展建设逐年加快，截至 2022 年底全国无人农场项目数量百余个、2022 年无人农场建设数量超过 40 个，涉及北京、上海、广东、江苏等 22 个省市自治区，建设面积超过 30 万亩，其中超万亩的大型无人农场就有十余个。全国多个省市及 100 多个县市区均出台政策，规划十四五期间无人农场/智慧农场项目建设，未来市场空间巨大。
二、产业链上下游情况
我国农业自动驾驶系统行业依托于国家北斗大产业的发展完善，随着 2017年北斗三号全球卫星导航系统不断部署并全面完成，由于其定位精度、授时精度等方面性能较北斗二号显著提升，将直接提高农业用北斗终端的工作效率，进一步拓宽其作业范围和应用领域，促进农业用北斗终端行业的发展。
农业自动驾驶系统等农机装备智能化产品上下游产业链不断发展壮大，已经形成了一个从底层算法技术到芯片、板卡，到天线、处理器、电机、电动方向盘、液压系统以及成套产品到分散渠道的全产业链。
我国农机装备智能化产品行业产业链由上游硬件和软件供应商构成，其中一类是为北斗产业相关技术在农业领域的应用，如北斗定位芯片、板卡、GNSS 天线等与北斗定位相关的硬件生产企业；另一类为电子产业在农业领域的特殊应用，如电机、工业平板、传感器等电子硬件生产企业。
随着农机装备智能化产品市场规模的扩大，带动了上游产业链的蓬勃发展，相关上游组件产品因专业化、规模化、国产化效应，价格下探，农机装备智能化产品成本不断降低，进一步促进了其推广应用和市场快速发展，渗透率不断提高。
