農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)發(fā)展的思考

段 暉

（山東省濟(jì)寧市魚臺(tái)縣清河鎮(zhèn)農(nóng)業(yè)綜合服務(wù)中心，山東 魚臺(tái) 272348）

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航關(guān)鍵技術(shù)研究現(xiàn)狀

農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的關(guān)鍵技術(shù)主要有3個(gè)方面，分別是導(dǎo)航感知、控制決策和車輛的轉(zhuǎn)向控制，這三者互相協(xié)作，共同推進(jìn)了農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航的運(yùn)作，缺一不可。

（1）導(dǎo)航感知。導(dǎo)航感知主要是利用導(dǎo)航幫助農(nóng)業(yè)機(jī)械進(jìn)行定位，導(dǎo)航感知又分為機(jī)器視覺、GPS定位系統(tǒng)、慣性導(dǎo)航等方法。機(jī)器視覺是利用計(jì)算機(jī)和攝像頭等來代替人的眼睛以識(shí)別路線避開障礙物的方法，但由于精確度較難控制，在數(shù)據(jù)處理時(shí)與車輛行駛時(shí)的同步性較差；GPS是利用衛(wèi)星給車輛提供位置信息的，通過計(jì)算基站到衛(wèi)星的距離來獲得農(nóng)機(jī)的相對(duì)坐標(biāo)。慣性導(dǎo)航是通過傳感器，利用積分、運(yùn)算得到農(nóng)機(jī)的速度和位置達(dá)到車輛目的地的導(dǎo)航方法。

（2）控制決策?？刂茮Q策系統(tǒng)主要是根據(jù)農(nóng)業(yè)進(jìn)行中的實(shí)際情況來調(diào)整車輛的前進(jìn)路線和方向，為農(nóng)機(jī)提供最簡化精確前進(jìn)路線，提高農(nóng)業(yè)的生產(chǎn)效率。生活中比較常見的控制技術(shù)主要有PID控制技術(shù)、模糊控制技術(shù)等。PID控制技術(shù)相對(duì)于其他控制技術(shù)來說產(chǎn)生的時(shí)間要早，發(fā)展程度也就比較成熟，應(yīng)用范圍較廣；模糊控制技術(shù)可以幫助行駛錯(cuò)誤的車輛找到正確的行使路徑，引導(dǎo)車輛正常行駛，相對(duì)于PID控制技術(shù)而言，可以收集全面的數(shù)據(jù)信息，具有更廣的適用范圍。

（3）車輛轉(zhuǎn)向控制。車輛轉(zhuǎn)向控制主要是依據(jù)模塊，利用計(jì)算機(jī)、方向切換等裝置設(shè)備，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)環(huán)境的不同對(duì)車輛的行進(jìn)速度、方向等方面進(jìn)行控制調(diào)節(jié)，以滿足不同地區(qū)，不同環(huán)境對(duì)不同生產(chǎn)方式的需求。目前，車輛轉(zhuǎn)向控制的方法主要有兩種，一種是通過安裝電機(jī)，通過控制電機(jī)來實(shí)現(xiàn)車輛的轉(zhuǎn)向和變速；另一種是通過控制液壓節(jié)流口的大小來是、完成車輛的自動(dòng)轉(zhuǎn)向。

2 我國農(nóng)業(yè)導(dǎo)航技術(shù)未來的優(yōu)化發(fā)展方向

（1）擴(kuò)大導(dǎo)航環(huán)境基礎(chǔ)信息資源。我國土地資源遼闊，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)境復(fù)雜多樣，需要農(nóng)業(yè)導(dǎo)航機(jī)械擁有多種能夠適應(yīng)不同地區(qū)環(huán)境的導(dǎo)航技術(shù)。比如說，我國的山地環(huán)境，由于樹木的覆蓋遮擋會(huì)干擾信號(hào)的傳達(dá)，這種情況下相關(guān)的信息技術(shù)人員就應(yīng)該避免使用衛(wèi)星導(dǎo)航等技術(shù)，增加當(dāng)?shù)氐沫h(huán)境信息資源來進(jìn)行導(dǎo)航。由此可以看出為更好地完成不同地區(qū)、不同環(huán)境的生產(chǎn)作業(yè)，就需要擴(kuò)大導(dǎo)航的環(huán)境基礎(chǔ)信息資源，方便人們可以因地制宜采取不同的導(dǎo)航技術(shù)策略。

（2）完善導(dǎo)航技能，農(nóng)機(jī)精細(xì)化。導(dǎo)航控制是一個(gè)復(fù)雜的控制系統(tǒng)，因此為應(yīng)對(duì)不同環(huán)境的需求就需要多種控制技術(shù)的融合。我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)與農(nóng)機(jī)生產(chǎn)的配合還缺少實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，以及農(nóng)業(yè)機(jī)械本身性能還不完善。我國的農(nóng)業(yè)機(jī)械自身還存在著大噪音、高故障率等問題，而這些都對(duì)導(dǎo)航工作帶來了較大的影響，這就需要相關(guān)的企業(yè)廠家提高機(jī)械制造的精確度，開發(fā)相關(guān)的防干擾設(shè)備。在現(xiàn)在農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)中完全可以利用GPS技術(shù)，幫助農(nóng)業(yè)進(jìn)行精準(zhǔn)化定位，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的運(yùn)行效率和速度，最終實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)管理精細(xì)化。例如，最開始在發(fā)現(xiàn)GPS信號(hào)經(jīng)常會(huì)在橘林中被干擾的情況，相關(guān)研究學(xué)者就將機(jī)器視覺、雷達(dá)激光和組再加上旋轉(zhuǎn)編碼器自動(dòng)導(dǎo)航系統(tǒng)進(jìn)行融合研究，最終產(chǎn)生了可以在果林中準(zhǔn)確自動(dòng)行駛的導(dǎo)航農(nóng)機(jī)，在彎道行駛時(shí)的的誤差也控制在了2.5cm的精確度內(nèi)。在導(dǎo)航過程中，不僅高壯的樹林會(huì)對(duì)信號(hào)產(chǎn)生干擾，地上的雜草也會(huì)對(duì)視覺導(dǎo)航過程產(chǎn)生影響，由此經(jīng)過相關(guān)學(xué)者的不斷研究最終設(shè)計(jì)出了可在導(dǎo)航中減少雜草影響的可獨(dú)立進(jìn)行的機(jī)械視覺系統(tǒng)，最終可達(dá)到6cm左右的精確度。完善農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)可以幫助提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，減少不必要的浪費(fèi)，節(jié)約成本，從而幫助農(nóng)民提高平均產(chǎn)值。比如，可以通過先調(diào)查相關(guān)土地的土壤營養(yǎng)成分狀況，參照不同品種的農(nóng)作物所需要的施肥量，在結(jié)合GIS、計(jì)算機(jī)等技術(shù)幫助農(nóng)機(jī)合理施肥，減少不必要的肥料浪費(fèi)。

（3）實(shí)現(xiàn)農(nóng)機(jī)智能化、生態(tài)化管理。農(nóng)業(yè)機(jī)械的智能化程度越高，也就意味著農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)的生產(chǎn)率越高，不僅可以使農(nóng)民從繁重的農(nóng)活中解放一部分出來，為農(nóng)民所帶來的利益也更高。將GPS導(dǎo)航技術(shù)運(yùn)用到農(nóng)機(jī)生產(chǎn)中，不僅可以實(shí)時(shí)監(jiān)控農(nóng)作物的產(chǎn)量，還能通過計(jì)算機(jī)系統(tǒng)檢測(cè)農(nóng)作物的質(zhì)量并生成圖表，讓結(jié)果更加簡單明了。農(nóng)業(yè)部門要想促進(jìn)農(nóng)機(jī)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展就需要與現(xiàn)代計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，將農(nóng)業(yè)新文化、新思想應(yīng)用到整個(gè)農(nóng)業(yè)部門管理中。與現(xiàn)代技術(shù)、思想融合，實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)精細(xì)化、生態(tài)化管理，不僅可以充分整合利用全國的土地資源，還能保護(hù)生態(tài)環(huán)境不會(huì)因過度使用土體而被破壞，使我國的農(nóng)業(yè)生產(chǎn)可以健康可持續(xù)發(fā)展。

3 結(jié)語

在未來的農(nóng)業(yè)發(fā)展中，農(nóng)業(yè)科技人員應(yīng)該結(jié)合我國相關(guān)環(huán)境和國情，加強(qiáng)農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)在我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用，促進(jìn)國內(nèi)農(nóng)業(yè)導(dǎo)航技術(shù)的進(jìn)一步提升和完善，讓我國農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)可以繼續(xù)健康可持續(xù)發(fā)展。