农业机械导航技术发展分析

王林

东台市农业机械化技术推广服务站 吴剑铭 苏宇翔 夏 冰

摘 要：现如今，农业机械逐渐趋向先进技术，融入导航技术并应用到农业生产中实现了耕种作业、除草、施肥、收割一体化。因此，农业机械导航技术得到了广泛应用，通过传感器技术检测周围土壤状态并搜集数据信息获得机械位置状态。随后，得到出行进路径进行导航控制。对此，笔者结合实践研究，就农业机械导航技术发展进行简要分析。

关键词：农业机械导航技术；发展分析

伴随着农业发展与物质水平的提高，对农业生产工作也提出了严格要求，强调先进技术的应用与生产水平的提高。农业机械导航技术就是基于先进技术下的产物，导航技术能够满足农业生产活动需求，技术人员结合实际生产需求选择导航技术，有着较大应用前景，值得进一步推广运用。

一、农业机械导航技术种类研究

1.衛星导航技术

卫星导航技术指的是通过导航卫星进行目标对象位置确定，GPS、北斗星导航都是卫星导航。其中，GPS定位在农业机械作业中应用较多，其作用为：节约成本投入、提升耕作效率、病虫害整治，确定病害位置，避免化学制剂影响。此外，在无人拖拉机的应用中节约了一部分人力资源，偏差约在3cm以内。伴随着地球卫星装备的研究，GPS精准度和传感速度有了一定提高，将其应用在农业机械设备中解决了导航的问题。

2.视觉导航技术

该种技术源于国外，强调了应用在农作物耕作上的适用性。相对于卫星导航有着低价、应用效果强的特点。通过比较实验，同一农作物种植中，利用传感器的视觉导航技术精准性更强、控制力更高。

3.机械导航技术

种植过程中应用机械式导航技术有助于农场耕种机械设备引导。在目标对象操作控制方面有着重要作用，属于机械导航中的传感型接收设备，适合应用在果树、农林等环境下。现阶段，国内在机械导航技术研究方面取得了一定成果，在机械设备在红安装导航技术进行生产、耕作、收割，有效提升了种植精准性与控制效果。

二、农业机械导航技术应用分析

第一，环境感知。该项技术的作为机械导航技术系统重要组成部分，导航系统在进行周围环境观测过程中能够获得具体环境状态，通过环境信息的进行四周环境处理。环境感知力越强越有利于机械运行效率提高。伴随着电子信息工程的快速发展，机器人对外部环境感知逐渐提高至纳米级。所以，适合的传感器、接收器、处理器逐渐趋于稳定。第二，控制机械导航技术。伴随着机械导航技术的运用，怎样提高控制技术也得到了重视，机械导航控制可以划分为横向与纵向控制。其中，纵向控制指的是导航速度管理，横向控制则是设备专项控制，机械导航运行时不会有过高速度，其关键在于机械导航控制器设计。现阶段，农业机械在我国导航飞行方面可以分为GPS、RS、GIS系统、神经网络与模糊控制，这对线性驱动偏差控制具有帮助作用，保证农业机械自动化转向的顺利运行。第三，地图构建技术。地图技术中，地图创建作为主要内容，是经过机器人传感器得到空间模型，经过视觉传感、激光技术、声纳进行信息处理，建立环境地图模型。现阶段，农业机械具有激光雷达、红外线、信息系统的不同环境全过程信息搜集。通过既定的数学模型模拟外部环境制作信息地图，使机械设备能够选择适合的导航模式。精准的模拟图完成路径导航自动化，确保地图精准性有助于生产水平与质量提高，地图创建时还应立足于栅格、几何、拓扑地图等多方面，选择适合的方法应用。例如：应用单位地图使机械自动导航与避障前行，根据二维栅格地图与GIS数据及时发现遮挡物并判断。

三、农业导航技术未来发展

首先，GNSS导航技术。该项技术原理为对微型飞行棋具体位置距离推算，距离一般为无限电信号传输的时间检测。搜集接收机有关信息，相对位置由相同组微型观测获得接收天线位置，至少要用到2个以上接收器。GMSS测量偏差集中于传播路径、卫星与接收机的偏差。同时，GNSS还能够定位农业机械位置，保证测量精准性，将其应用在农业机械设备中有助于确定机械相应位置与精准性。其次，遮挡物探测。因为农业种植多数在宽敞空地中，遮挡物较少。所以，在农业机械自动导航系统上基本无需过多考虑遮挡物。但需要操作人员做好紧急状况应对，例如：电杆、树木、其他设备等，设计过程中尽可能避开杆塔、树木等障碍物，只是会提高路径设计困难性。在人以及其他农业机械农田中只要实时控制，通过有效方案遮挡障碍物。遮挡物检验与规避也是现阶段农业机械导航系统重要研究课题。再次，物联网技术。结合电子标签与电气编码建立物联网技术，目前物联网技术已经被广泛应用在温度控制、气象监测、产品安全性监测中，效果显著。农业机械自动导航应用物联网技术能够解决不同问题，第一，将独立自动导航系统功能构件连接在一起。第二，通过农业机械设备的物联网实现共享。第三，机械和远程控制的连接。现阶段，车载物联网多为ISO11789协议标准的农业机械总线通讯技术，农机群与远程信息融合没有明确标准。

四、结语

综合分析，目前国内农业机械自动导航技术应用尚存在一些不足，有待进一步优化。在今后农业机械导航技术应用中，有待进一步加大研究与优化，结合实际状态采用适合的农业机械。同时，借助先进技术进行农业种植，推动农业生产走向信息技术化。

参考文献：

[1]罗锡文，廖娟，邹湘军，张智刚，周志艳，臧英，胡炼.信息技术提升农业机械化水平[J].农业工程学报，2016（20）.

[2]刘进一，杜岳峰，张硕，朱忠祥，毛恩荣，陈雨.基于GNSS/MIMU/DR的农业机械组合导航定位方法[J].农业机械学报，2016（S1）.

[3]孟庆宽，张漫，杨耿煌，仇瑞承，项明.自然光照下基于粒子群算法的农业机械导航路径识别[J].农业机械学报，2016（06）.