淺議農業(yè)機械導航的技術(shù)發(fā)展論文
1前言
現階段，數字化、信息化的廣泛應用，要求農業(yè)機械導航技術(shù)能準確感知周邊環(huán)境，同時(shí)對收集的信息進(jìn)行分析處理，準確的判斷和處理，合理規劃農業(yè)生產(chǎn)的方向，確保全方面高效的完成農業(yè)生產(chǎn)工作。
2機械自主導航
2.1衛星導航
目前為止，中國、美國、俄羅斯等國家，陸續研發(fā)自己的衛星導航體系。同時(shí)，這一體系被更好應用到農業(yè)機械生產(chǎn)中去。比較而言，美國踏入這一領(lǐng)域的時(shí)間最早，并率先將GPS定位應用到農業(yè)生產(chǎn)中去，對本國的農業(yè)機械化發(fā)展起到極大的推進(jìn)作用。國內這一技術(shù)的應用，相對來(lái)說(shuō)，起步較晚。但是，最近幾年得到飛速的發(fā)展，經(jīng)幾年的完善逐步趨向成熟。在農業(yè)作業(yè)領(lǐng)域中，很多帶有衛星導航裝置的農用機械被大面積投入到一線(xiàn)的作業(yè)生產(chǎn)中去，對提升農作作業(yè)效率發(fā)揮著(zhù)重要的作用，同時(shí)為威脅到周邊的生態(tài)環(huán)境。
2.2視覺(jué)導航
比較GPS導航技術(shù)，視覺(jué)導航更靈活便捷，呈現的畫(huà)面更加的直接、直觀(guān)、精確。此項的應用中，美國和英國的研究最早，韓國和歐美緊隨其后。而進(jìn)入20世紀90年代，中國的視覺(jué)導航技術(shù)略有端倪，他們構筑了視覺(jué)導航研究實(shí)驗平臺，通過(guò)Lab色彩空間處理圖像，對農業(yè)視覺(jué)導航進(jìn)行分析和研究。視覺(jué)傳感器的出現也是一大突破，它可以獲取農作物周?chē)沫h(huán)境情況，對雜草、障礙物等目標物進(jìn)行定位和精確的導航，這種技術(shù)在農田生產(chǎn)中已被廣泛應用，但該技術(shù)仍然存在對光照、作物狀態(tài)等不可實(shí)時(shí)控制的盲區。
2.3其他導航技術(shù)
衛星導航和視覺(jué)導航，在農業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著(zhù)重要的作用，為農業(yè)生產(chǎn)提供了更多的便捷，成為農業(yè)機械生產(chǎn)的重要組成部分。除此之外，還有一些導航技術(shù)的作用不容我們忽視。比如：電磁導航技術(shù)、機械導航技術(shù)、超聲波導航技術(shù)、地磁導航技術(shù)等等。
3農機導航技術(shù)分析
農機導航的發(fā)展，是由多種技術(shù)組合而成。具體包括如下幾方面。
3.1環(huán)境感知
環(huán)境感知是重要的技術(shù)環(huán)節，通過(guò)農機自身攜帶的環(huán)境感知傳感器，對周邊的農作環(huán)境進(jìn)行感知和測評，進(jìn)而提取、整理、研究有效的感知信息，確定作業(yè)范圍的環(huán)境模型。這一技術(shù)感知的強弱水平，直接關(guān)系到具體農作策略的實(shí)施。比如：機械除草機械人，通過(guò)對雜草、農作物的色差比較，不斷調控自身作業(yè)規程，以實(shí)現農業(yè)除草的目的。
3.2導航控制
隨著(zhù)這一技術(shù)在農業(yè)領(lǐng)域的廣泛應用，農業(yè)機械導航的控制技術(shù)同樣很重要和關(guān)鍵。目前，導航控制技術(shù)，有橫向控制和縱向控制之分�？v向控制，重點(diǎn)是對導航的速度控制。但是，在實(shí)際作業(yè)中，多數機械的速度不快。由此，控制的重點(diǎn)，還是應放在橫向控制上。即對農業(yè)導航機械的轉向控制。這一方面，機械導航控制器的作用將顯得尤為重要和關(guān)鍵。
3.3地圖構建
地圖構建是地圖技術(shù)中的核心內容，即通過(guò)機器人傳感器獲取空間模型，通過(guò)視覺(jué)傳感、激光技術(shù)和聲納等方式對相關(guān)信息進(jìn)行合理化的處理，構建成環(huán)境地圖模型。越精確的地圖在農業(yè)機械導航中越能提高生產(chǎn)的效率和質(zhì)量。在地圖構建中，需要了解地圖主要分為柵格、幾何、拓撲地圖，三種地圖表示方法各有優(yōu)勢，在實(shí)際應用中應該因地制宜，切勿亂取亂用。
4農業(yè)機械導航技術(shù)的未來(lái)發(fā)展
不可置否的，未來(lái)的農機導航技術(shù)，將不斷改進(jìn)而日趨完善。尤其各項技術(shù)的飛速發(fā)展，機械自動(dòng)化技術(shù)的成功應用，都在很大程度上，帶動(dòng)此項技術(shù)向更高層析探進(jìn)。但是，必要要考慮的問(wèn)題，就是農田耕作環(huán)境的復雜性、多樣性。比如：一些開(kāi)闊地帶可完成的導航測評，而轉移到密集的種植果園地帶，往往就很難完成測評工作。由此，未來(lái)的農機導航技術(shù)，更需要在這實(shí)地操作的適應性上下功夫，能針對各種不同的難題，因地制宜地選擇實(shí)施操作程序。同時(shí)，各導航技術(shù)的不斷涌現，今后的融合發(fā)展應趨向有機整合的思路。比如：在密度大的農田，選擇激光導航明顯要優(yōu)于機械導航。為此，在不同的農田環(huán)境，融合多種導航傳感器的農作機械，將是未來(lái)發(fā)展的熱捧。
5總結
農業(yè)機械導航技術(shù)逐步成為農業(yè)生產(chǎn)機械化時(shí)代重點(diǎn)關(guān)注的熱點(diǎn)話(huà)題，此項技術(shù)在農業(yè)生產(chǎn)中發(fā)揮著(zhù)重要的作用，為農業(yè)生產(chǎn)提供了更多的便捷，成為農業(yè)機械生產(chǎn)的重要組成部分。目前，這一導航技術(shù)的研發(fā)，有衛星導航、視覺(jué)導航等等其他項目，并逐步投放到實(shí)際的農業(yè)生產(chǎn)中，取得不錯的生產(chǎn)實(shí)踐效果。這項技術(shù)的成功應用，同樣得益于環(huán)境感知、導航控制、地圖構建等技術(shù)環(huán)節的支持。這些年，在應用的推廣實(shí)踐中，有著(zhù)諸多可探索的成功案例。同時(shí)，在適應農田耕作環(huán)境復雜性和多樣性等方面，還需要我們更深入的探索。確保在有機整合各導航技術(shù)的基礎上，能大大提高農業(yè)機械導航技術(shù)的適應性，并能根據實(shí)際因地制宜地選擇實(shí)施操作程序。
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