浅议农业机械导航的技术发展

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摘要：现代科技的迅猛发展，农业生产逐步向现代化的模式迈进。农业机械导航技术的应用，是数字化、信息化发展的有效整合，为今后农业生产提供更精准的方向。相关技术的有效应用，确保农机能更精准的完成播种、整地、施肥、收割等工作环节。就此为出发点，重点介绍农业机械导航技术及相关的支撑技术，同时提出未来的发展方向，以供同仁参考和借鉴。

关键词：农机；导航；技术

1前言

现阶段，数字化、信息化的广泛应用，要求农业机械导航技术能准确感知周边环境，同时对收集的信息进行分析处理，准确的判断和处理，合理规划农业生产的方向，确保全方面高效的完成农业生产工作。

2机械自主导航

2.1卫星导航

目前为止，中国、美国、俄罗斯等国家，陆续研发自己的卫星导航体系。同时，这一体系被更好应用到农业机械生产中去。比较而言，美国踏入这一领域的时间最早，并率先将GPS定位应用到农业生产中去，对本国的农业机械化发展起到极大的推进作用。国内这一技术的应用，相对来说，起步较晚。但是，最近几年得到飞速的发展，经几年的完善逐步趋向成熟。在农业作业领域中，很多带有卫星导航装置的农用机械被大面积投入到一线的作业生产中去，对提升农作作业效率发挥着重要的作用，同时为威胁到周边的生态环境。

2.2视觉导航

比较GPS导航技术，视觉导航更灵活便捷，呈现的画面更加的直接、直观、精确。此项的应用中，美国和英国的研究最早，韩国和欧美紧随其后。而进入20世纪90年代，中国的视觉导航技术略有端倪，他们构筑了视觉导航研究实验平台，通过Lab色彩空间处理图像，对农业视觉导航进行分析和研究。视觉传感器的出现也是一大突破，它可以获取农作物周围的环境情况，对杂草、障碍物等目标物进行定位和精确的导航，这种技术在农田生产中已被广泛应用，但该技术仍然存在对光照、作物状态等不可实时控制的盲区。

2.3其他导航技术

卫星导航和视觉导航，在农业生产中发挥着重要的作用，为农业生产提供了更多的便捷，成为农业机械生产的重要组成部分。除此之外，还有一些导航技术的作用不容我们忽视。比如：电磁导航技术、机械导航技术、超声波导航技术、地磁导航技术等等。

3农机导航技术分析

农机导航的发展，是由多种技术组合而成。具体包括如下几方面。

3.1环境感知

环境感知是重要的技术环节，通过农机自身携带的环境感知传感器，对周边的农作环境进行感知和测评，进而提取、整理、研究有效的感知信息，确定作业范围的环境模型。这一技术感知的强弱水平，直接关系到具体农作策略的实施。比如：机械除草机械人，通过对杂草、农作物的色差比较，不断调控自身作业规程，以实现农业除草的目的。

3.2导航控制

随着这一技术在农业领域的广泛应用，农业机械导航的控制技术同样很重要和关键。目前，导航控制技术，有横向控制和纵向控制之分。纵向控制，重点是对导航的速度控制。但是，在实际作业中，多数机械的速度不快。由此，控制的重点，还是应放在横向控制上。即对农业导航机械的转向控制。这一方面，机械导航控制器的作用将显得尤为重要和关键。

3.3地图构建

地图构建是地图技术中的核心内容，即通过机器人传感器获取空间模型，通过视觉传感、激光技术和声纳等方式对相关信息进行合理化的处理，构建成环境地图模型。越精确的地图在农业机械导航中越能提高生产的效率和质量。在地图构建中，需要了解地图主要分为栅格、几何、拓扑地图，三种地图表示方法各有优势，在实际应用中应该因地制宜，切勿乱取乱用。

4农业机械导航技术的未来发展

不可置否的，未来的农机导航技术，将不断改进而日趋完善。尤其各项技术的飞速发展，机械自动化技术的成功应用，都在很大程度上，带动此项技术向更高层析探进。但是，必要要考虑的问题，就是农田耕作环境的复杂性、多样性。比如：一些开阔地带可完成的导航测评，而转移到密集的种植果园地带，往往就很难完成测评工作。由此，未来的农机导航技术，更需要在这实地操作的适应性上下功夫，能针对各种不同的难题，因地制宜地选择实施操作程序。同时，各导航技术的不断涌现，今后的融合发展应趋向有机整合的思路。比如：在密度大的农田，选择激光导航明显要优于机械导航。为此，在不同的农田环境，融合多种导航传感器的农作机械，将是未来发展的热捧。

5总结

农业机械导航技术逐步成为农业生产机械化时代重点关注的热点话题，此项技术在农业生产中发挥着重要的作用，为农业生产提供了更多的便捷，成为农业机械生产的重要组成部分。目前，这一导航技术的研发，有卫星导航、视觉导航等等其他项目，并逐步投放到实际的农业生产中，取得不错的生产实践效果。这项技术的成功应用，同样得益于环境感知、导航控制、地图构建等技术环节的支持。这些年，在应用的推广实践中，有着诸多可探索的成功案例。同时，在适应农田耕作环境复杂性和多样性等方面，还需要我们更深入的探索。确保在有机整合各导航技术的基础上，能大大提高农业机械导航技术的适应性，并能根据实际因地制宜地选择实施操作程序。

参考文献

[1]张叶茂.基于模糊控制的农机自动导航控制系统研究[J].江苏农业科学，2017，45（17）：241-245.

[2]戴增辉，何凤琴.智能农机自动导航系统应用研究[J].农机化研究，2018，40（2）：113.

[3]陈康.智能农机自动导航研究[D].上海工程技术大学，2015.

作者:谈元锋 单位:湟中县农机管理站