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农业机械导航技术发展探讨

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农业生产是我国的基础性的生产活动,在物质水平有所提升之后,现代人给农业生产工作提出的要求也就变得更多了,因此各种先进科学技术也被应用到农业生产环节,不仅仅实现了自动化的农业生产需求,还进一步开发出了数字化的程度比较高的农业生产技术,无论是哪一个环节的农业生产任务都可以被高效完成。应用辅助型生产机械非常重要,本文对在生产机械之中使用的导航技术进行研究。

1机械自主型导航技术

1.1视觉导航技术

相比于GPS导航技术,视觉导航更具有灵活性,在收集材料时,对各种图像能够直观、精确的呈现和保存,机械导航对农业生产周围的环境认识更加精准,信息面得以宽泛化。美国和英国的视觉导航技术研究应用较早,此外,韩国和欧美国家也紧跟其后加以研究,中国的视觉导航技术起步于20世纪90年代,逐年来有不少农业领域学者对其进行深刻的研究考察,他们构筑了视觉导航研究实验平台,通过Lab色彩空间处理图像,对农业视觉导航进行分析和研究。视觉传感器的出现也是一大突破,它可以获取农作物周围的环境情况,对杂草、障碍物等目标物进行定位和精确的导航

1.2卫星导航技术

我国的卫星GPS导航技术起步较晚,但近年来却得到了重视并且得以高速发展,现如今农业机械卫星导航技术已基本成熟,在农业领域里,带有卫星导航装备的拖拉机以及各种机械工具都已投入生产一线,这种先进技术虽然可以提高农业生产作业质量,但是一方面对周围环境也有一定的负面影响,必须要选择合适的方法使用。

2现有的农业导航机械术分析

2.1控制机械导航的主要技术

随着机械导航技术在农业生产中的广泛应用,对其进行控制技术的提升工作也显得尤为重要,机械导航控制主要分:横向控制和纵向控制。所谓纵向控制,即为对机械导航的速度控制,而机械导航一般在工作过程中没有太高的速度,所以控制重点放在横向控制上,即对机械导航机器的转向控制,在此过程中,机械导航控制器的设计就显得很重要了。

2.2环境感知技术
环境感知技术是现有的机械导航技术系统之中的核心技术,导航系统在对周边环境进行测评与感知时,可以充分获取环境信息,借助环境信息来对系统所处的周边环境进行处理,如果系统的环境感知能力比较高,其所处的机械也能保持更高的效率。

2.3构建导航技术

模型地图构建是地图技术中核心内容,即通过机器人传感器获取空间模型,通过视觉传感、激光技术和声纳等方式对相关信息进行合理化的处理,构建成环境地图模型。越精确的地图在农业机械导航中越能提高生产的效率和质量。在地图构建中,需要了解地图主要分为栅格、几何、拓扑地图,三种地图表示方法各有优势,在实际应用中应该因地制宜。

3导航技术的未来发展趋势

通过前文对常用导航技术的分析可以了解到,在现有农业机械领域之中,可应用的导航技术种类繁多,而关于机械导航技术的研究活动并没有停止,更多适用当前农业生产的新型技术被开发出来。GPS导航技术在农业生产活动之中内应用的时间极长,以玉米生产活动为例,借助GPS技术,玉米的种植者可以应用自动化的收割来对已经成熟的玉米进行高效收割,不仅提升了玉米收割速度,同时也充分节省了劳动力资源,还将收割作业的时间也有效缩短。然而当前的农业生产环境仍旧极为复杂,只应用简单的导航技术是难以达到导航需求的,在相对比较开阔的场地之中,技术人员可以以最快的速度结束导航测评工作,但是当对果园进行评测时,检测人员会受到果树种植密度的影响难以将测评工作有效完成。因此可知虽然现有的导航技术的种类虽然比较多,但是仍旧有一些难以凭借现有导航技术解决的机械生产问题,因此在下一阶段的导航技术研究活动之中,可以以现有的导航技术存在的缺陷为研究重心,尤其要重视种植密度相对比较大的种植区域,研制出可以适用于该生产区域之中的导航技术,用激光导航技术来取代原有使用的机械导航技术,还可以给生产活动提供不同形式的组合式导航传感器,使导航技术可以被应用到更多的生产领域之中。

本文围绕应用与农业机械化生产工具之中的导航技术展开了技术研究活动,对多种导航技术都展开了简要的分析。虽然原来的农业机械已经能够对很多的农业生产需要进行满足,但是在一些全新的农业生产任务出现在农业生产体系之中后,而应用导航技术可以对一部分生产活动开展需求进行充分满足,技术人员可以根据具体的农业生产需要来选用合适的导航技术,现有的机械导航技术还具有极大的可开发价值。

作者:崔志富 单位:150000黑龙江省农垦科学院农业工程研究所

农业机械导航技术发展探讨责任编辑:张雨    阅读:人次