农业机械自动导航技术研究

我们国家一直以来都是一个人口众多的农业大国，农业即使我们国家的基础产业又是我们国家的民生产业。为了可以更好的解放劳动人民的双手，促进农业生产可持续化，便捷化、轻松化，一批有一批的农业机械被官被广泛的应用到了农业生产过程当中，而为了可以使农业机械可以更好服务于农业生产，精准化的生产理念被广泛提出。农业机械自动导航技术作为农业精准化生产的前提条件受到了广泛的关注。藉此，本文立足于自动导航技术，对其在农业机械当中的研究进展进行了简要的研究。

前言

农业一直都是各个国家发展所必须面临的问题之一，而农业机械的自动化导航技术虽然在我们国家的农业发展史当中存在的年头不多，但是在世界农业发展史当中可以说是一个古老的话题。在上个世纪二十年代中期，Willrodt就发明的一种的拖拉机应用附件，并且获得了专利许可。这种附件技术可以在实际的应用过程当中引导机械沿着犁沟的平行路线行驶。现代农业的机械自动导航技术在精准化农业的背景之下被广泛关注，因此对农业机械自动导航技术发展研究有着鲜明的现实意义。

一、农机位置测量方法

农业机械的自动导技术首先需要解决的就是农机位置测定，对于农业机械的位置测定将会包括机械位置、航向、速度、车轮转角等内容，其中最为重要的还是机械当前位置的测定。而对机械位置进行测定的方法大致可以分为两种，一种是相对位置测定方法，一种是绝对位置测定方法。其中相对位置的测定主要测定的内容是机械与导航基线的位置关系，而绝对位置的测定，其测定的内容为机械在地理空间当中的位置。

(一)基于机器视觉的位置测量方法

机器视觉的位置测定方法其实是利用计算机技术来模仿人的视觉效果，然后从客观图像当中发现并提取有用的信息，最终加以分析、理解及实际测量控制。这种方法最大的优点在于十分的迅速，并且其自身的信息存储量较大，功能也是十分的健全。在机器视觉位置测量方法当中，自动导航技术会将机械的摄像机作为信息传感器，利用图像技术来对环境当中的作物进行识别，以此为基础确定机械运行的基线，其中被应用于作物识别以及导航基线测定的方法主要有Hough变换法、最小二乘法、以及垂直投影法。其中Hough变换法是现阶段应用于研究最为广泛的一种直线段基线检测方法，因为这种方法在实际的应用过程当中具有较好的鲁棒性能，受到外界环境因素的影响佳较小，经过数年的发展已经成为了研究与应用最为广泛的一种导航方法。而垂直投影法则是利用图像方法，对所采取的图像进行灰化，然后利用垂直投影法图像当中的目标区域与非目标区域进行准确的划分。以此为基础确定农目标区域当中的作物行数。最小二乘法也是应用较为广泛的一种直线段基线检测方法，其具有测量速度快速，高精度等吃特点[1]。

(二)基于GNSS的位置测量方法

现阶段可以提供商业用途服务的GNSS包括NAVSTARGPS、GLONASS以及我们国家北斗系统。其中应用时间最长应用作为广泛的是NAVSTARGPS。现阶段的农业机械定位过程当中采用的定位精度是厘米级的RTK-GPS[2]。

二、农机自动导航技术发展前景

(一)卫星导航技术的应用

目前农机的自动导航技术研究已经日渐成熟，而GNSS/GIS的导航技术应用也成为了现阶段应用的主流技术，并且得到了很广泛的应用。我们国家所研制的北斗卫星导航的系统是继美国、俄罗斯之后第三个成熟的卫星导航，可以实现卫星定位系统的全部功能。2012年12月27日，北斗系统正式对亚太地区提供无源定位服务。由此来看，北斗卫星定位系统必将会在精准化农业当中发挥更加巨大的作用[3]。

(二)农机物联网技术

随着时代的变迁，以及互联网技术的进一步发展，物联网技术已经成为了一种新时代标志。智能化农业与精准化农业进程的加快，将会使物联网技术在现代农业当中的应用范围进一步增加。在农业机械的自动控制当中，物联网技术将会着手解决单机自动导航系统各功能部件之间的车载物联问题，以及多台农机之间的机群物联问题[4]。

三、结语

综上所述，新时代背景之下的农机导航系统大多数情况之下是由检测单元、机械控制单元、任务执行单元所共同构成的，在实际的应用过程当中，以上单元分工明确，合作高效，在很大的程度之上可以让农业机械良好的进行作业，符合现阶段的精准化农业要求。目前，农业机械的自动化导航技术的发展已经日益成熟，各种机械的附件技术或是辅助技术已经在实际应用过程当中取得了很好的效果。但是时代在发展，技术在进步，农业机械自动导航技术决不能仅仅局限与此，还应进一步革新。