作业平台环境仿真器与数字孪生-无人农田作业典型应用案例

项目负责人：袁学锋教授

简介：研究所针对智能制造所面临的核心工业软件卡脖子”问题，以高精度自主数值模拟仿真平台、数字制造智能优化设计方法、批量作业高效并行求解以及复杂动力学系统仿真示范应用为核心研究方向，重点突破开放式协作架构设计、深度交互接口标准和统一数据规范定义、高精度数值离散方法、一体化智能化优化设计方法、批量作业管理与调度、高效线性系统求解及并行计算等关键技术，形成机理研究、技术创新和产业应用的综合能力，为智慧农业、智能制造、新材料、能源环保、智慧交通与物流等领域提供自主可控、集成开放、精确高效的大规模可扩展并行数值模拟与仿真环境。

  作为科技部科技创新2030重大专项的课题之一， 本项目针对在虚拟空间下开展自主学习对作业环境和无人系统作业过程模拟仿真的需求与挑战，开展跨传统计算机操作系统的并行计算架构设计，攻克复杂作业环境智能建模、视景渲染、物理过程仿真技术，构建具有“高可扩展、高逼真、高保真、高实时”的作业环境仿真器与数字孪生平台，研究人机协同仿真技术和虚实互联技术，围绕相关课题采用的各种物理域资源和复杂环境开展智能建模，依托跨传统计算机操作系统的高可扩展分布式并行计算仿真平台进行高逼真视景渲染，实现基于作业规划器的高保真、高实时模拟仿真，产生复杂环境下无人系统的作业及其与环境相互作用的动态过程数据，甚至超实时仿真数据，为虚拟空间下的可持续自主学习提供大数据支撑，以相关课题的应用需求为牵引开展数字孪生平台的验证和优化。

  以下是无人农田作业典型应用案例的视频展示：

案例一：无人农机自主犁地、整地、垄地

案例二：无人农机、无人机（位置）自主控制

案例三：无人农机手动控制的实现

案例四：自动模式下农机脱困的实现

案例五：手动模式下农机脱困的实现

案例六：四旋翼速度控制实现

案例七：农作物不同时期生长演示