農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)要點(diǎn)

摘要：作為人口大國(guó)，中國(guó)每年的糧食需求量逐漸增加，為農(nóng)業(yè)的發(fā)展帶來(lái)了全新的挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)發(fā)展模式，顯然已經(jīng)無(wú)法滿足現(xiàn)代化農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展需求，需要進(jìn)一步更新農(nóng)業(yè)機(jī)械化自動(dòng)技術(shù)，節(jié)省農(nóng)業(yè)勞動(dòng)時(shí)間，并提高耕種和收獲的效率。導(dǎo)航技術(shù)作為農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化發(fā)展的重要成果，不僅有利于降低人工勞作的強(qiáng)度，同時(shí)也可以減少傳統(tǒng)機(jī)械作業(yè)對(duì)收獲量帶來(lái)的減損，為打造新型農(nóng)業(yè)發(fā)展格局提供了堅(jiān)實(shí)的技術(shù)保障。該文主要研究農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的要點(diǎn)。關(guān)鍵詞：農(nóng)業(yè)機(jī)械；自動(dòng)導(dǎo)航；技術(shù)要點(diǎn)作為農(nóng)業(yè)大國(guó)，將農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用到現(xiàn)代農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的工作當(dāng)中，不僅能夠提高工作效率，同時(shí)也有利于減輕農(nóng)民的負(fù)擔(dān)，建設(shè)并落實(shí)新型農(nóng)業(yè)發(fā)展格局。因此在實(shí)踐中，需要充分發(fā)揮農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)中的衛(wèi)星定位功能、角度傳感控制功能、跟蹤功能以及環(huán)境感知功能等，優(yōu)化農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用效率，為促進(jìn)農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和更新奠定基礎(chǔ)。1農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展概述新型的農(nóng)業(yè)機(jī)器自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)融合了農(nóng)田觸桿導(dǎo)航技術(shù)、引線電纜導(dǎo)航技術(shù)、對(duì)磁導(dǎo)航技術(shù)和無(wú)線電導(dǎo)航技術(shù)等多種技術(shù)類型，能夠?yàn)閷?dǎo)航車輛或農(nóng)機(jī)器械提供更多元、安全的導(dǎo)航信息，有效適應(yīng)各種復(fù)雜的坡面和路面環(huán)境。即使在惡劣天氣下，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)也能保障設(shè)備穩(wěn)定的前行。而且新型農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，還融合了激光導(dǎo)航系統(tǒng)，利用激光發(fā)射器，對(duì)目標(biāo)線路進(jìn)行激光束照射，并且通過(guò)在設(shè)備中安裝接收裝置，對(duì)導(dǎo)航信號(hào)、導(dǎo)航數(shù)據(jù)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和計(jì)算，以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題能夠直接調(diào)整導(dǎo)航路線，實(shí)現(xiàn)全天候不間斷地工作。2農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用優(yōu)勢(shì)2.1

有利于降低勞作強(qiáng)度在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)布局中，將自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用到機(jī)械操作中，可以確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)環(huán)節(jié)的規(guī)范化精細(xì)化，很大程度上減輕操作人員及農(nóng)民的工作強(qiáng)度。例如自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)化收割、噴藥、播種的功能，防止傳統(tǒng)大規(guī)模的農(nóng)機(jī)作業(yè)對(duì)操作人員造成的壓力和身體負(fù)擔(dān)，全面提高了田間作業(yè)的質(zhì)量。2.2

有利于提高收獲量農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)在應(yīng)用的過(guò)程中，可以對(duì)田地實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)的收割和播種，防止由于人工機(jī)械化操作失誤出現(xiàn)的收割損失。例如，在收割農(nóng)作物的時(shí)候無(wú)法大規(guī)模采收，會(huì)導(dǎo)致農(nóng)作物的質(zhì)量受損，降低市場(chǎng)價(jià)格。在農(nóng)作物播種的實(shí)踐中，傳統(tǒng)人工機(jī)械去雄率不高，會(huì)降低后續(xù)的收獲效率。但是將自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)應(yīng)用到農(nóng)業(yè)化生產(chǎn)中可以改善以上問(wèn)題，從而提高收獲量。3農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)要點(diǎn)3.1

衛(wèi)星定位系統(tǒng)在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中機(jī)械化作業(yè)本身會(huì)受到環(huán)境因素的影響，例如在惡劣天氣，很難大規(guī)模播種或收割。遇到坡地或不平整土地，很難實(shí)現(xiàn)大規(guī)模作業(yè)。再加上農(nóng)民本身機(jī)械化操作水平不高，可能會(huì)出現(xiàn)由于人為失誤，引發(fā)巨大的經(jīng)濟(jì)損失。這就需要利用精確的定位系統(tǒng)，確保在農(nóng)業(yè)機(jī)械作業(yè)中，機(jī)械系統(tǒng)能夠接收更精準(zhǔn)的定位信息、數(shù)據(jù)。以雙重衛(wèi)星定位系統(tǒng)為主，將天線設(shè)備和GNSS定位系統(tǒng)融會(huì)在一起，有效接收信息。不同設(shè)備接收到信息之后，能夠進(jìn)行快速的加工和整理，為操作人員和農(nóng)民提供更詳盡的結(jié)論，以提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的精準(zhǔn)度和準(zhǔn)確性。除此之外，GPS定位系統(tǒng)充分結(jié)合了通信技術(shù)和衛(wèi)星遙感技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，整個(gè)系統(tǒng)利用導(dǎo)航衛(wèi)星，能夠有效測(cè)量距離和測(cè)量時(shí)間。而且GPS定位技術(shù)的應(yīng)用本身具有高效、方便快捷、全球覆蓋的特征，不受任何天氣、氣候的影響，應(yīng)用范圍廣泛，能夠獲得良好的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。3.2

角度傳感器系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)大多要在戶外進(jìn)行，因此需要依托大規(guī)模的運(yùn)輸設(shè)備，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率。但是部分農(nóng)戶為了能夠有效節(jié)約勞動(dòng)時(shí)間，降低成本，在農(nóng)業(yè)器具和機(jī)械上安裝了動(dòng)力輪胎，但是由于基礎(chǔ)設(shè)施不健全，再加上部分田間處于半山腰，道路崎嶇不平，對(duì)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)造成了不利的影響。因此，在農(nóng)業(yè)器械上安裝角度傳感器系統(tǒng)，以視覺(jué)技術(shù)為主要的工作原理，系統(tǒng)模擬人類視覺(jué)功能，準(zhǔn)確判斷前行或后退的路線，可以規(guī)避周圍的障礙物。而且該視覺(jué)控制系統(tǒng)的靈活度相對(duì)較強(qiáng)，可以全面采集農(nóng)業(yè)信息，成本低廉的同時(shí)，有利于提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的效率。3.3

跟蹤系統(tǒng)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，機(jī)器使用時(shí)經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)卡頓和失靈的問(wèn)題。例如鏈條卡頓、生銹，電路連接不正常，接頭失靈很可能誘發(fā)短路、跳閘，甚至更為嚴(yán)重的安全問(wèn)題。同時(shí)傳統(tǒng)的農(nóng)業(yè)機(jī)械動(dòng)力大多以燃油和機(jī)油為主，惡劣環(huán)境下，系統(tǒng)可能會(huì)由于動(dòng)力冷卻出現(xiàn)運(yùn)行狀況不良的問(wèn)題，具體表現(xiàn)為水箱生銹、空氣濾芯阻塞、機(jī)油過(guò)濾不通暢以及進(jìn)氣管道漏氣等問(wèn)題，但是通過(guò)改良和更新農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)中的跟蹤系統(tǒng)，可以有效監(jiān)測(cè)農(nóng)業(yè)機(jī)械是否處于正常運(yùn)作的狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題及時(shí)采取相關(guān)措施，確保農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)的順利實(shí)施。例如，跟蹤系統(tǒng)中的模糊控制功能集合了傳統(tǒng)的PID控制技術(shù)，具有適應(yīng)范圍廣而且操作性能強(qiáng)的特性。例如導(dǎo)航設(shè)備或車輛在運(yùn)行的過(guò)程中，如果預(yù)定路徑和行駛路徑存在偏差，偏差信號(hào)能夠直接通過(guò)模糊控制板塊傳入到導(dǎo)航系統(tǒng)當(dāng)中，便于操作人員及時(shí)訂正。除此之外，模糊控制板塊還能對(duì)導(dǎo)航車輛或?qū)Ш綑C(jī)械的故障問(wèn)題進(jìn)行有效的監(jiān)控，排查故障點(diǎn)，以便做到防患于未然。3.4

環(huán)境感知系統(tǒng)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)中的環(huán)境感知系統(tǒng)，能夠有效控制農(nóng)業(yè)生產(chǎn)活動(dòng)。例如針對(duì)導(dǎo)航車輛的前進(jìn)方向進(jìn)行路線識(shí)別，分辨雜草或農(nóng)作物以及相應(yīng)的路障等。最重要的是，環(huán)境感知系統(tǒng)的應(yīng)用，可以有效控制農(nóng)業(yè)機(jī)械或?qū)Ш杰囕v的轉(zhuǎn)向，依靠液壓控制閥、電機(jī)驅(qū)動(dòng)控制板塊，對(duì)設(shè)備和車輛進(jìn)行有效的方向調(diào)節(jié)，滿足農(nóng)業(yè)生產(chǎn)需求。實(shí)踐中，要求操作人員能夠?qū)㈦姍C(jī)驅(qū)動(dòng)控制板塊安裝到導(dǎo)航車輛或農(nóng)業(yè)機(jī)械的方向盤中，依托電機(jī)驅(qū)動(dòng)器以及計(jì)算機(jī)系統(tǒng)切換裝置，對(duì)設(shè)備和車輛的方向予以調(diào)節(jié)。4農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的發(fā)展和應(yīng)用趨勢(shì)現(xiàn)如今，隨著農(nóng)業(yè)科技的逐漸發(fā)展，在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)工作當(dāng)中常用的導(dǎo)航技術(shù)十分豐富，不僅提高了農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率，同時(shí)也增加了農(nóng)作物的收獲產(chǎn)量。但是各農(nóng)業(yè)技術(shù)部門對(duì)機(jī)械自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的研究并沒(méi)有止步于此，更多的適用于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的新型導(dǎo)航技術(shù)等待被開(kāi)發(fā)和研究。在農(nóng)作物生產(chǎn)活動(dòng)當(dāng)中應(yīng)用“GPS導(dǎo)航技術(shù)+環(huán)境監(jiān)測(cè)技術(shù)”，可以針對(duì)農(nóng)作物的特點(diǎn)實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)化收割，提高了農(nóng)作物收割的速度，同時(shí)也降低了人力操作風(fēng)險(xiǎn)，甚至降低了其他設(shè)備的采購(gòu)租賃成本。5結(jié)語(yǔ)農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化導(dǎo)航技術(shù)的更新，有利于降低勞作強(qiáng)度并提高收獲量。自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)，作為農(nóng)業(yè)機(jī)械