農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展趨勢

辛立國

摘 要：在我國國民經(jīng)濟(jì)中農(nóng)業(yè)是不可或缺的組成部分，也是人類得以生存發(fā)展的基礎(chǔ)。而科技的高速發(fā)展使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)模式不斷創(chuàng)新，突破以往的高強(qiáng)度人工生產(chǎn)模式，開始采用人工機(jī)械相結(jié)合的生產(chǎn)模式，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)質(zhì)量得到明顯提高。基于此首先介紹了農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航主要技術(shù)，然后分析了農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀，最后提出農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的未來發(fā)展趨勢。

關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械;導(dǎo)航技術(shù);發(fā)展

中圖分類號：S220文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

doi：10.14031/j.cnki.njwx.2019.10.079

隨著我國科技的日益發(fā)展，不同的機(jī)械技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中普遍應(yīng)用，采用多樣化的農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)可以使收割、整地以及播種等多項工作具有規(guī)范性，降低務(wù)農(nóng)人員的勞作壓力，更好的提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的綜合效益，為農(nóng)業(yè)發(fā)展做出重大貢獻(xiàn)。但是隨著我國農(nóng)業(yè)機(jī)械化的穩(wěn)定發(fā)展，我國對農(nóng)業(yè)機(jī)械有了更加嚴(yán)格的要求，這就要求應(yīng)進(jìn)一步完善農(nóng)業(yè)機(jī)械的功能，提高農(nóng)業(yè)機(jī)械的應(yīng)用價值。而導(dǎo)航技術(shù)作為具有較強(qiáng)便捷性及準(zhǔn)確性的現(xiàn)代技術(shù)，有利于農(nóng)業(yè)機(jī)械系統(tǒng)分析和處理不同環(huán)境信息，使得農(nóng)業(yè)生產(chǎn)具有更合理的規(guī)劃性。

1 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航主要技術(shù)

（1）環(huán)境感知技術(shù)。就是指農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備在實際運用過程中使用自帶傳感器及時捕捉外界信息，系統(tǒng)處理有關(guān)信息后獲取適合的處理方法。在應(yīng)用中主要目的就是由電腦模擬外界環(huán)境，且實現(xiàn)高效信息轉(zhuǎn)換處理，通過合理應(yīng)用該技術(shù)，農(nóng)業(yè)機(jī)械可以實現(xiàn)路徑的合理規(guī)劃。而工作質(zhì)量的優(yōu)劣與感知準(zhǔn)確度存在緊密的關(guān)聯(lián)，也是提高機(jī)械自動化程度的重要指標(biāo)。

（2）智能控制系統(tǒng)。結(jié)合實際導(dǎo)航機(jī)械環(huán)境，在農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)方面控制系統(tǒng)也有較高的要求。就智能控制系統(tǒng)來講，依照其不同類型，可以分為橫向和縱向。橫向控制目標(biāo)是對農(nóng)業(yè)機(jī)械工作方法進(jìn)行控制，一般不會使用導(dǎo)航技術(shù)。而縱向控制是指通過應(yīng)用導(dǎo)航技術(shù)實現(xiàn)農(nóng)業(yè)機(jī)械路徑規(guī)劃，主要包括統(tǒng)計相對應(yīng)的位置信息以及工作范圍等。因此，導(dǎo)航儀的研究開發(fā)水平直接關(guān)乎縱向控制能力的高低。就目前來講，在導(dǎo)航中主要通過神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)控制和模擬控制兩種方法在確保線性驅(qū)動失誤率的前提下更好地實現(xiàn)機(jī)械自動化轉(zhuǎn)向功能。

（3）地圖構(gòu)建技術(shù)。農(nóng)業(yè)機(jī)械在捕捉外界信息后，具有模擬和創(chuàng)造系統(tǒng)環(huán)境的能力。農(nóng)業(yè)機(jī)械可以在加載信息的前提下通過采用預(yù)設(shè)數(shù)學(xué)模型來模擬外界環(huán)境，以此真正實現(xiàn)信息地圖的精準(zhǔn)制作。并且使用準(zhǔn)確仿真圖，可以實現(xiàn)路徑導(dǎo)航自動化的目標(biāo)。整體來說，只要導(dǎo)航設(shè)備具備較強(qiáng)的地圖構(gòu)建力，農(nóng)業(yè)機(jī)械在具體用途上也具有精細(xì)化的特點，而且有更加合理的路徑規(guī)劃。

2 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀分析

（1）準(zhǔn)確定位農(nóng)田位置。近年來，隨著我國農(nóng)業(yè)領(lǐng)域中農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的普遍應(yīng)用，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)對促進(jìn)我國農(nóng)業(yè)發(fā)展起到了重要的作用。將導(dǎo)航系統(tǒng)安裝在農(nóng)業(yè)機(jī)械上，能夠最大限度上實現(xiàn)準(zhǔn)確地農(nóng)田定位。在農(nóng)業(yè)機(jī)械工作中，農(nóng)民可以運用傳感器系統(tǒng)及導(dǎo)航系統(tǒng)對農(nóng)作物的實際產(chǎn)量情況、土壤情況以及農(nóng)作物生長過程中出現(xiàn)的問題進(jìn)行全面、系統(tǒng)了解。這樣農(nóng)民可以有針對性的探究問題的解決措施，科學(xué)有效地開展農(nóng)業(yè)治理辦法，不僅可以確保農(nóng)作物質(zhì)量，而且能夠提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)水平。

（2）重視傳感器技術(shù)的運用。傳感技術(shù)是一項科技水平較高的技術(shù)，特別是在農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航系統(tǒng)中占據(jù)至關(guān)重要的地位。在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中可以將傳感器安裝在大型農(nóng)業(yè)機(jī)械上，通過與GPS定位技術(shù)相結(jié)合，對農(nóng)作物的各個生長階段進(jìn)行隨時隨地的監(jiān)測，能夠搜集和監(jiān)測農(nóng)作物的具體狀況，比如產(chǎn)量以及含水量等，可以提升農(nóng)業(yè)種植不同環(huán)節(jié)的信息化水平。若在農(nóng)作物生長中出現(xiàn)缺水和病蟲草害問題，必須要在第一時間采取相應(yīng)的解決策略。充分運用傳感器和GPS定位技術(shù)可以提升我國農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)生產(chǎn)水平。

3 農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的未來發(fā)展趨勢

（1）農(nóng)機(jī)物聯(lián)網(wǎng)導(dǎo)航。近年來，物聯(lián)網(wǎng)是網(wǎng)絡(luò)通信技術(shù)發(fā)展的主流領(lǐng)域，將其與農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)相結(jié)合，建立一體化的農(nóng)業(yè)網(wǎng)絡(luò)導(dǎo)航體系，也逐漸成為農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)發(fā)展的新興領(lǐng)域。在2018年研究了以物聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)的農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航系統(tǒng)設(shè)計，此系統(tǒng)的核心是GPS技術(shù)，利用物聯(lián)網(wǎng)技術(shù)完成各種農(nóng)業(yè)種植設(shè)備的網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)，有效實現(xiàn)對各種農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備的一體化操作。此外，將ISO11783車載物聯(lián)協(xié)議標(biāo)準(zhǔn)應(yīng)用于系統(tǒng)中，可以真正實現(xiàn)對農(nóng)業(yè)機(jī)械總線的通信與建立。總體來說，將農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)和物聯(lián)網(wǎng)進(jìn)行高效整合，具有一定的先進(jìn)性，并產(chǎn)生大量有關(guān)的研究成果。

（2）探測耕地障礙物?，F(xiàn)如今，農(nóng)業(yè)耕地附近的障礙物包括人以及電線桿等，怎樣在無人值守的作業(yè)情況下使農(nóng)業(yè)機(jī)械設(shè)備準(zhǔn)確避讓這些障礙物，運用農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)對于解決該問題具有較強(qiáng)的可行性。當(dāng)然，還有一些細(xì)節(jié)問題有待解決，主要包括識別各種類型障礙物、躲避后新作業(yè)路徑的設(shè)計規(guī)劃問題，都需要在將來的研究中更好地解決。

4 結(jié)語

隨著我國農(nóng)業(yè)生產(chǎn)領(lǐng)域的持續(xù)穩(wěn)定發(fā)展，農(nóng)業(yè)機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)的需求也會不斷提升，為了更好地提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，應(yīng)該結(jié)合各種生產(chǎn)情況選擇適合的機(jī)械導(dǎo)航技術(shù)，進(jìn)而減少農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的勞動強(qiáng)度，提升農(nóng)作物產(chǎn)品質(zhì)量，增加農(nóng)民經(jīng)濟(jì)收入，從而推動我國經(jīng)濟(jì)健康發(fā)展。

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