新時期農業機械導航技術發展分析

張鑫

摘 要：新時期的農業得到快速發展，農業生產總值逐年增長，機械導航技術的便捷與高效也應用到了農田機械化中，不僅節省了人工成本，節約大量工作時間，還為農田作業提高了效率，使農業生產更加精細、準確，機械導航技術在農業生產中有著廣闊的發展空間。接下來本文就從農業機械導航技術的分類和農業借些導航所具備的關鍵技術兩方面做新時期農業機械導航技術發展分析。

關鍵詞：新時期;農業機械;導航技術;發展分析

一、農業機械自主導航技術的分類

（一）衛星定位技術

衛星定位系統即為全球定位系統，簡稱GPS，是通過衛星對某物進行準確定位的技術。此技術是由美國科學家率先進行開發和研究，20世紀90年代就被廣泛應用在農業機械上，其準確度高、操作簡單、速度快、成本低等優點受到廣泛好評。我國衛星定位系統發展較晚，直到20世紀90年代才略見端倪。后來將GPS系統與農業機械結合，實現了農業實際操作的準確性和實時性。機械通過攝像機和計算機模仿人的第一視角，然后識別出障礙物、雜草和路線，由此來判斷目標的相對位置，并對路線進行調整。這種方式是通過衛星技術來定位目標物，利用實時差分技術來修正信號，提高定位準確度。衛星定位技術可以通過計算機操作，避免農業操作中的重復性，提高精確程度。根據不同土壤中富含或者缺少的成分，針對土壤性質以及作物生長中對各種元素、營養物質的需求程度，靈活控制施肥數量和次數，準確投放，減少浪費，降低生產成本。

比如在檢測土壤的營養物質的hi否能夠滿足農作物當前的生長需求，可以通過系統實時定位、記錄搭配GPS的農業機械運動的位置和所抽取土壤的范圍，幫助后期技術人員進行對比分析。

（二）視覺導航技術

視覺導航技術就是用計算機實現了人眼的視覺功能，具備人眼的感知能力和認知能力，簡單來說就是對周圍環境進行光學處理，然后用攝像頭進行圖像采集，再反饋給信息處理系統，對所上傳的圖片進行處理、分析，最后將圖片和實際位置情況進行結合，完成自主導航定位。由于視覺導航技術設備簡單、成本低、性價比高、靈活性高，方便在農田里收集材料時對圖像有直觀、精確的呈現，收集到的信息廣泛而準確，可以準確對田地中的雜草、障礙物等目標物進行準確定位，所以視覺導航技術在農業機械導航方面也有著廣泛應用。

視覺導航技術在對蟲害、雜草、肥料的檢測上就有很大應用。比如農作物的成長發育和產量與肥料有很大的關系，當一些營養元素補充不充足或者不及時很容易導致農作物生長不好，產量減少，且有些農作物在缺少元素的初期和正常階段沒有太大差別，很難被察覺，而通過求取葉片含水率、含磷率、含氮率等多種微量元素的比例以及葉片顏色、亮度等指標，再通過計算機的準確處理和識別，就可以及時了解農作物的生長情況，從而達到對農作物的長勢和作物營養信息的檢測，幫助農作物正常生長。

二、農業機械導航技術分析

（一）環境感知技術

環境感知技術是一種在農業機械化生產過程中常見的技術手段，是通過在農業機械上安裝的傳感器對農作物周邊環境進行感知和捕捉，在講捕捉到的信息傳送到系統中進行分析和處理，用提取到的有效信息構建周邊環境模型，然后確定作業范圍的技術手段。環境感知技術中常見的感知方法有：視覺傳感、激光傳感、微波傳感、融合傳感等，方便、快捷、可靠、準確、經濟化是環境感知技術的主要優勢。通過此項技術，可以為農業機械實現進一步的路徑規劃和行為命令，讓所處的機械保持更高的效率，提高感知的準確度可以有效提升機械操作的精準度和自動化智能化程度。

環境感知技術在農業機械中也有廣泛應用，比如在可以精確、快速感知作物生長環境信息，包括：土壤溫度、光照強度、土壤濕度和土壤養分等信息，對農作物的生長狀況進行實時監測。當農田中出現雜草時，感知器可以通過對植物的顏色、葉片形狀、植物的高低等多種信息進行對比，調控自身作業規律，將符合雜草特征的植物除掉，從而達到高效、精準作業。

（二）智能控制技術

隨著農業機械導航技術的廣泛應用，智能控制技術也隨之得到重視。智能控制技術是指在無須人類進行干預的情況下就能獨立地驅動智能機器實現其目標的技術。由于我國農業還尚未全面實現自動化、智能化，因此生產效率低下，品質低，且人工勞動量大，而智能化控制的意義就是縮短農作物的生長周期，提高耕作效率，提高農作物的質量和產量，減少人力。

現在有很多常見的蔬菜都是從大棚中種植出來的，大棚中的農作物又受多種環境因素的影響，如空氣濕度、溫度、二氧化碳含量、光照強度和時間、土壤濕度等等。人工管理大棚參數，難免會出現差錯，而采用智能控制技術可以有效見面這種問題。用計算機來控制影響農作物生產的各種環境因素，將一切因素調控到作物生長最優化，如光照時間最佳時長和強度，二氧化碳的適宜濃度。通過床干起對大棚內的各種環境因素進行采集，并受到系統的實時監測，再結合農業專家系統的數據，根據實時情況進行自動調節，以實現農業生產的智能化。

（三）地圖構建技術

地圖導航技術是通過機器人傳感器獲得空間模型，通過視覺傳感、激光技術、紅外線、雷達、聲吶等方式對捕捉到的信息進行合理化處理，創造環境和模擬系統環境的技術能力。這種技術是通過對預設的數學模型，模擬出外界環境制作出相應的環境模型。這種技術幫助農業機械選擇適合自己的導航模式，精確檢測前方障礙，規避前行，幫助農業機械規劃好行進路徑，以更加精確化的完成任務。

三、農業機械導航技術未來的發展方向

農業機械導航技術是實現農業自動化、智能化的重要技術，在未來還將會不斷提高農業機械的創新速度和質量。為了實現高效、準確的生產模式，就需要運用科學技術手段不斷在有限的土地資源上進行高質量、高效率的種植，全面引進GPS定位系統，實行精確農業操作，準確投放，減少浪費;廣泛采用機電液一體化與傳感器檢測技術設備，對實際環境進行實時監測，把控作物生長全過程;還有全面引進信息與計算機技術，實現與傳統農業技術的融合，降低農業生產成本，提高農業生產效率和農民生產積極性。農業技術的多方完善和成熟，農業機械化、自由化、智能化的程度會越來越高。

四、結束語

近些年，隨著科技的發展，我國的農業機械技術也正在朝著現代化、準確化、自動化、規模化的方向發展，在一個農機上可以綜合衛星定位技術、視覺感知技術、智能控制技術等多種現代技術，不僅極大提高了農業機械的自動化和智能化程度，也夠極大提高農田作業的耕作效率和作物產量，還減少了人工成本，節約肥料，也滿足了各種農作物正常發育的需求。未來，農業機械導航技術還將會更進一步發展，突破傳統限制，提高農作物產量，實現全面農業自動化，為農業發展提供更廣闊的發展平臺。

參考文獻：

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