農業機械導航關鍵技術發展的思考

段 暉

（山東省濟寧市魚臺縣清河鎮農業綜合服務中心，山東 魚臺 272348）

1 農業機械導航關鍵技術研究現狀

農業機械導航的關鍵技術主要有3個方面，分別是導航感知、控制決策和車輛的轉向控制，這三者互相協作，共同推進了農業機械導航的運作，缺一不可。

（1）導航感知。導航感知主要是利用導航幫助農業機械進行定位，導航感知又分為機器視覺、GPS定位系統、慣性導航等方法。機器視覺是利用計算機和攝像頭等來代替人的眼睛以識別路線避開障礙物的方法，但由于精確度較難控制，在數據處理時與車輛行駛時的同步性較差；GPS是利用衛星給車輛提供位置信息的，通過計算基站到衛星的距離來獲得農機的相對坐標。慣性導航是通過傳感器，利用積分、運算得到農機的速度和位置達到車輛目的地的導航方法。

（2）控制決策。控制決策系統主要是根據農業進行中的實際情況來調整車輛的前進路線和方向，為農機提供最簡化精確前進路線，提高農業的生產效率。生活中比較常見的控制技術主要有PID控制技術、模糊控制技術等。PID控制技術相對于其他控制技術來說產生的時間要早，發展程度也就比較成熟，應用范圍較廣；模糊控制技術可以幫助行駛錯誤的車輛找到正確的行使路徑，引導車輛正常行駛，相對于PID控制技術而言，可以收集全面的數據信息，具有更廣的適用范圍。

（3）車輛轉向控制。車輛轉向控制主要是依據模塊，利用計算機、方向切換等裝置設備，根據現場環境的不同對車輛的行進速度、方向等方面進行控制調節，以滿足不同地區，不同環境對不同生產方式的需求。目前，車輛轉向控制的方法主要有兩種，一種是通過安裝電機，通過控制電機來實現車輛的轉向和變速；另一種是通過控制液壓節流口的大小來是、完成車輛的自動轉向。

2 我國農業導航技術未來的優化發展方向

（1）擴大導航環境基礎信息資源。我國土地資源遼闊，農業生產環境復雜多樣，需要農業導航機械擁有多種能夠適應不同地區環境的導航技術。比如說，我國的山地環境，由于樹木的覆蓋遮擋會干擾信號的傳達，這種情況下相關的信息技術人員就應該避免使用衛星導航等技術，增加當地的環境信息資源來進行導航。由此可以看出為更好地完成不同地區、不同環境的生產作業，就需要擴大導航的環境基礎信息資源，方便人們可以因地制宜采取不同的導航技術策略。

（2）完善導航技能，農機精細化。導航控制是一個復雜的控制系統，因此為應對不同環境的需求就需要多種控制技術的融合。我國的農業機械導航技術與農機生產的配合還缺少實踐經驗，以及農業機械本身性能還不完善。我國的農業機械自身還存在著大噪音、高故障率等問題，而這些都對導航工作帶來了較大的影響，這就需要相關的企業廠家提高機械制造的精確度，開發相關的防干擾設備。在現在農業化生產中完全可以利用GPS技術，幫助農業進行精準化定位，提高農業機械的運行效率和速度，最終實現農業生產管理精細化。例如，最開始在發現GPS信號經常會在橘林中被干擾的情況，相關研究學者就將機器視覺、雷達激光和組再加上旋轉編碼器自動導航系統進行融合研究，最終產生了可以在果林中準確自動行駛的導航農機，在彎道行駛時的的誤差也控制在了2.5cm的精確度內。在導航過程中，不僅高壯的樹林會對信號產生干擾，地上的雜草也會對視覺導航過程產生影響，由此經過相關學者的不斷研究最終設計出了可在導航中減少雜草影響的可獨立進行的機械視覺系統，最終可達到6cm左右的精確度。完善農業機械導航技術可以幫助提升農業生產效率，減少不必要的浪費，節約成本，從而幫助農民提高平均產值。比如，可以通過先調查相關土地的土壤營養成分狀況，參照不同品種的農作物所需要的施肥量，在結合GIS、計算機等技術幫助農機合理施肥，減少不必要的肥料浪費。

（3）實現農機智能化、生態化管理。農業機械的智能化程度越高，也就意味著農業經濟的生產率越高，不僅可以使農民從繁重的農活中解放一部分出來，為農民所帶來的利益也更高。將GPS導航技術運用到農機生產中，不僅可以實時監控農作物的產量，還能通過計算機系統檢測農作物的質量并生成圖表，讓結果更加簡單明了。農業部門要想促進農機導航技術的發展就需要與現代計算機網絡技術相結合，將農業新文化、新思想應用到整個農業部門管理中。與現代技術、思想融合，實現農業精細化、生態化管理，不僅可以充分整合利用全國的土地資源，還能保護生態環境不會因過度使用土體而被破壞，使我國的農業生產可以健康可持續發展。

3 結語

在未來的農業發展中，農業科技人員應該結合我國相關環境和國情，加強農業機械導航技術在我國農業生產中的應用，促進國內農業導航技術的進一步提升和完善，讓我國農業經濟可以繼續健康可持續發展。