農業機械導航技術的應用及發展

導語：農業機械導航技術的應用及發展一文來源于網友上傳，不代表本站觀點，若需要原創文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

摘要：農業智能化的發展對農業機械導航技術提出了更高的要求。本文對農業機械導航實現的關鍵技術進行了探究，對現有導航技術在農業機械化生產中的應用進行了分析，探究了農業機械導航技術在物聯網、障礙探測等領域的應用發展趨勢，以期為農業機械導航技術的深入研究提供理論參考。

關鍵詞：農業機械；導航技術；物聯網；障礙探測

1農業機械導航關鍵技術概述

農業機械導航技術，是導航技術應用在農業機械設備上，輔助農業生產的現代化技術。農業機械導航實現的關鍵技術主要有兩個，分別是智能感知技術和地圖創設技術。

1）智能感知技術。它是農業機械設備運行中感知周圍環境信息并收集數據的技術，主要依靠安裝在農業機械設備上的各種傳感器完成操作，依靠該技術，農業機械設備能夠實現路徑自動規劃、行為命令操作等智能化控制。

2）地圖創設技術。該技術基于GIS體系，能夠創設農業機械設備運行的人機交互地圖界面，給予操作人員導航提醒。

2農業機械導航技術應用分析

2.1無人種植作業應用

無人種植作業是農業機械導航技術應用的分支，其特征為：借助農業機械導航技術實現無人值守條件下的精準高效農業作物種植及養護作業。無人種植作業的實現需要設計“發射-導航-反饋-糾正”閉環式的機械導航系統，首先，主機端依靠無線網絡向特定的農業機械設備發射種植作業信號，包含種植的區域、農作物的數量及周圍環境信息；其次，農業機械設備在接收到指令信號后，遵循內部導航系統的數據進行無人種植操作；再次，在操作過程中實時采集導航信號，并返回給主機端判斷種植的地理導航信息是否正確；最后，倘若發現導航問題則進行自適應糾正，沒有發現問題則繼續進行無人作業。陳軍（2012）便探究了一種果園無人種植農機導航系統的設計，該系統以GPS導航、射頻傳輸及WIFI網絡為核心技術，能夠引導果園單軌種植運輸車實現果實無人采摘操作，體現出了顯著的技術優勢。

2.2農作物土壤信息監測

土壤成分及質量是影響農作物種植的關鍵因素，傳統模式下通常采用大規模的土壤采樣方法收集區域內農業種植土壤信息，該種方法耗時耗力且容易出現誤差，存在精準度不足的缺陷?；谵r業機械導航技術設計的農作物土壤信息監測系統能夠實現對種植區域內土壤成分及質量信息的快速收集監測，具體的技術實現為：將GPS導航系統和GIS地理信息系統安裝在土壤信息監測農機設備上，GPS導航系統用來確保設備監測工作的地理位置，制定最優行進路線，實現對區域內土壤信息的快速采集和監測，而GIS系統則負責接收土壤監測的數據結果，存儲并上傳到主機端。韓振強（2018）探究了一種基于GPS和GIS的農業機械導航系統設計，該系統實現了對農業土壤信息的精準采集和監測，已用于現代農業種植生產中。

2.3農作物產量信息收集

對農作物產量信息進行精確收集也是農業機械導航技術應用的領域，具體來說，設計人員通常在農作物收割機等設備上安裝GPS裝置及傳感器以實現這一功能。其中，GPS裝置主要用于對農作物收割作業地點的精準定位，引導農業機械設備進行精準自主作業，傳感器則用于對產量信息進行檢測，并將結果反饋給主機端，例如：質量傳感器用以收集農作物的重量信息，濕度傳感器用以收集農作物的水分信息等。朱春城（2018）探究了一種聯合式水稻產量導航機械系統設計，該系統以GPS和質量傳感器技術為核心，能夠實現對水稻收割的無人值守操作，并能夠精準控制水稻的收割量，具有一定的先進性。

3農業機械導航技術發展趨勢

3.1農機物聯網導航

物聯網是近年來網絡通信技術發展的流行領域，將它與農業機械導航技術聯合起來構建一體化的農業網絡導航體系，也成為農業機械導航技術發展的新領域。潘梅梅（2018）探究了基于物聯網的農業機械導航系統設計[4]，該系統以GPS導航技術為核心，通過物聯網技術完成多臺農業種植設備的網絡級聯，實現對多臺農業機械設備的一體化作業操作。此外系統應用ISO11783車載物聯協議標準實現對農業機械總線的構建和通信。整體而言，將物聯網與農機導航技術有機整合具有很強的先進性，相關的研究成果也將不斷涌現。

3.2耕地障礙物探測

現代農業耕地周圍的主要障礙物包含電線桿、植株、人等，農業機械設備如何在無人值守作業條件下對這些障礙物進行精準避讓，是傳統農機功能設計無法解決的問題，而基于農業機械導航技術解決這一問題則具有很強的可行性。當然，需要解決的細節問題仍有很多，包括對不同類型障礙物的識別問題、避讓后新作業路徑的規劃問題等，都有待在今后的研究中進一步解決。

參考文獻：

[1]陳軍，蔣浩然，劉沛，等.果園移動機器人曲線路徑導航控制[J].農業機械學報，2012，43(4)：179-182.

[2]韓振強.農業機械導航技術發展與應用[J].吉林農業，2018(13)：41.

[3]王軍強.農業機械導航關鍵技術發展淺析[J].農業科技與信息，2017(11)：47-48.

[4]潘梅梅.農業機械導航技術發展分析[J].農業與技術，2018，38(4)：85+87.

作者:于小莎 董晨 單位:上饒職業技術學院