农业机械导航技术发展分析

摘 要：农业作为我国国民经济的重要组成部分，在保障人类发展和生存方面有着至关重要的影响作用，而科学技术的迅猛发展就使得农业生产模式脱离了传统的高强度人工生产模式，逐渐进入到高效率、高质量的人工机械结合生产模式，使农业生产的效率和质量得到显著提升。鉴于此，本文就针对农业机械导航技术的发展现状进行分析，希望能够为农业机械导航技术的发展提供有效参考价值，使农业生产的机械水平得到进一步提升。

关键词：农业；机械导航技术；发展

中图分类号：S127 文献标识码：A DOI：10.11974/nyyjs.20180233069

随着我国科学技术的持续发展，多种机械技术被广泛应用到农业生产中，通过各种农业机械技术使播种、施肥、收割、除草以及整土等各项工作更具有效率性和规范性，使农务人员的工作强度得到有效降低，对于人力成本和时间成本方面也体现出较高的改善作用，进一步提高了农业生产的整体效益，为传统农业到现代农业的转变和发展作出了很高贡献。然而随着我国农业机械化的持续发展，我国对于农业生产的机械水平有了更高要求，这就需要对农业机械的功能作用进行完善，使农业机械的应用价值得到有效提高。而导航技术作为一项具备高精准性和便捷性的现代化技术，可以使农业机械准确捕捉到周围的环境信息，并对各种环境信息进行分析和处理，使农业生产更具有合理性、规划性，为农业生产的持续发展提供技术基础。

1 机械导航技术的发展现状

1.1 卫星导航技术

在现代化技术的发展背景下，各个经济发达国家都已经建立了完整的卫星导航系统，使卫星导航技术在各个行业领域中得到广泛应用，通过GPS技术对各种工程项目进行定位、导航，为各项工作的顺利进行提供良好的辅助作用。在GPS技术的发展历程中，传统的GPS技术是应用于地质勘探作业中，通过GPS设备和软件程序收集特定工程位置的相关信息数据，并通过对信息数据的分析为工程项目的开展提供重要参考依据[1]。通过GPS测绘测量技术可以完成自动化的数据收集和数据分析，使工程测绘工作中的人力成本和时间成本得到显著减少，继而有效提高工程效率和质量。直到GPS技术的发展和应用进入成熟阶段，GPS技术的应用范围也逐渐涉及到其他领域，并被多个发达国家应用到农业生产中，使农业生产的整体水平得到有效提升。

1.2 视觉导航技术

视觉导航技术作为一种现代化的新型技术，相比较GPS技术具有更高的灵活性，通过图像功能可以使各种收集到的图像信息进行保存和显示，使信息数据更具有直观性和简单性。在视觉导航技术的应用过程中，农业机械设备可以精准认知到生产环境，使探测面更加广阔，使信息数据更具有完整性[2]。就目前来看，我国在农业机械方面对于视觉导航技术的应用主要就是对生产环境的实际情况、障碍物以及杂草等物体进行准确定位，使农业生产人员可以准确掌握生产环境中的各种问题，继而科学调整生产技术，使农业生产的水平得到有效提高。但是在应用视觉导航技术的过程中，由于监控灵敏度较低很难掌握农作物的状态和光照情况，以致視觉导航技术在农业生产中的应用依旧存在缺陷。

1.3 电磁和地磁导航技术

电磁导航技术又被称之为埋线导航技术，是一种农业生产过程中常用的导航技术，且这项导航技术具备操作简单、设备寿命长、抗干扰性强等特点，能够有效保证在农业生产中的应用质量。然而电磁导航技术在农业生产中也存在一些缺陷，例如设备使用的路径难以改变，对于使用环境也有着严格要求，以致设备在使用环境方面存在较高的局限性[3]。而地磁导航技术在农业机械中已经具有较长的应用时间，这项导航技术的主要特点就是成本较低，且我国对于地磁导航技术的研究还处于初步阶段，对于农业生产方面产生的应用效果还存在一定的局限性。

2 农业机械导航技术的应用发展分析

2.1 环境感知机械

环境感知技术作为导航技术领域的重要组成部分，其主要作用就是通过环境传感器探测和测评机械周围的环境情况，对机械周围的环境进行信息收集和提取，继而将其中可利用的信息数据进行整理实现环境模型的确定，为农业生产工作的有序进行提供有利依据，使农业生产的效率得到有效提升。例如环境感知技术可以识别出农作物、障碍物及杂草，使农业生产人员在除草的时候避开农作物和障碍物，继而有效减少机械设备对农作物造成的损害，使农业生产的整体水平得到显著提高[4]。此外，一些组合导航单元和关系单元的关键技术也使得导航感知系统的稳定性和准确性得到有效提升，不仅有效保证了农业生产工作的规范性，也使得各项工作更具有协调性，有效避免了信息错误带来的不利影响。

2.2 控制决策技术

控制决策技术的主要作用就是控制机械车辆的转向，通过调整机械车辆的转向使其满足于农业生产工作的实际需求，以此有效减少机械车辆的路程，使机械车辆能够在预定的生产路线上进行农业生产，以此有效提升农业生产工作的整体效益。就目前来看，在农业生产过程中对于控制决策技术的应用选择主要是模糊控制技术、PID控制技术等。

2.2.1 模糊控制技术

这项控制技术是现代化控制理论中的新型智能控制技术，其主要就是采用模糊数学语言中的控制规则对导航控制系统进行操纵，通过模糊控制技术进行信息数据的采集，使导航控制系统的稳定运行得到准确的信息依据[5]。同时，模糊控制技术的适用范围也相对较广，且对于时变负载还拥有良好的鲁棒性，若是机械车辆在行驶过程中出现路径偏差就会对偏差数据进行采集，并通过模糊控制模块合理判断偏差信号，继而发送正确信号使机械车辆的行驶路径具有规范性。

2.2.2 PID控制技术

这项控制技术相比较其他的控制技术拥有更多的应用经验，在实际的应用过程中能够充分体现出良好的灵活性和便捷性，在农业生产作业中具有较高的应用价值，以致许多农业生产企业都比较热衷于使用这项控制技术。就目前来看，农业生产过程中对于PID控制技术的应用主要就是设定Td、Kp、Ti几个参数，若是农业生产过程中存在负载变化，农业生产人员只需要针对PID的几个重要参数进行调节就能够有效确保机械设备的控制效果。

2.3 车辆转向控制系统

根据现状来看，车辆转向控制系统主要可以区分为电机系统和液压阀组，其中电机控制系统是由伺服电机、计算机以及电机驱动器等多个装置共同组成，装置的安装方向也主要是方向盘位置，以此为车辆转向的控制操作提供便利条件。在电机控制系统的实际应用过程中，当计算机接收到决策命令的时候就会将其输出给电机驱动器，而电机驱动器就会和直流电机形成相连使其根据决策命令进行车辆转向调整，以此实现车辆转向的决策目标。其中液压阀组控制技术则是利用3位4同比例流量方向阀和压力补偿器产生变化，继而使各个有口产生流量变化和压力变化，以此实现机械车辆的转向控制。

3 结语

随着我国农业生产行业的持续发展，对于农业机械导航技术的需求会日益提高，为有效提升农业生产水平，应根据不同的生产情况合理选择机械导航技术，从而有效降低农业生产的劳动强度，有效提高农业生产的效率和质量。

参考文献

[1]姬长英，周俊.农业机械导航技术发展分析[J].农业机械学报，

2014（45）：44-54.

[2]张琳洁，张文爱，韩应征，等.农业机械导航关键技术发展分析[J].农机化研究，2016（38）：10-15.

[3]杨菊观.农业机械导航技术发展分析[J].农业工程技术，2017

（37）：49-50.

[4]杨琴.农业机械导航技术发展分析[J].北京农业，2015（20）：

128-129.

[5]佘航宇.农业机械导航技术的发展与应用[J].南方农机，2017

（48）：61.

作者简介：潘梅梅，女，山东滨州人，本科，现任滨州市农业机械安全生产管理中心副主任，工程师。