張鑫

摘 要：新時期的農(nóng)業(yè)得到快速發(fā)展，農(nóng)業(yè)生產(chǎn)總值逐年增長，機械導航技術的便捷與高效也應用到了農(nóng)田機械化中，不僅節(jié)省了人工成本，節(jié)約大量工作時間，還為農(nóng)田作業(yè)提高了效率，使農(nóng)業(yè)生產(chǎn)更加精細、準確，機械導航技術在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中有著廣闊的發(fā)展空間。接下來本文就從農(nóng)業(yè)機械導航技術的分類和農(nóng)業(yè)借些導航所具備的關鍵技術兩方面做新時期農(nóng)業(yè)機械導航技術發(fā)展分析。

關鍵詞：新時期;農(nóng)業(yè)機械;導航技術;發(fā)展分析

一、農(nóng)業(yè)機械自主導航技術的分類

（一）衛(wèi)星定位技術

衛(wèi)星定位系統(tǒng)即為全球定位系統(tǒng)，簡稱GPS，是通過衛(wèi)星對某物進行準確定位的技術。此技術是由美國科學家率先進行開發(fā)和研究，20世紀90年代就被廣泛應用在農(nóng)業(yè)機械上，其準確度高、操作簡單、速度快、成本低等優(yōu)點受到廣泛好評。我國衛(wèi)星定位系統(tǒng)發(fā)展較晚，直到20世紀90年代才略見端倪。后來將GPS系統(tǒng)與農(nóng)業(yè)機械結合，實現(xiàn)了農(nóng)業(yè)實際操作的準確性和實時性。機械通過攝像機和計算機模仿人的第一視角，然后識別出障礙物、雜草和路線，由此來判斷目標的相對位置，并對路線進行調(diào)整。這種方式是通過衛(wèi)星技術來定位目標物，利用實時差分技術來修正信號，提高定位準確度。衛(wèi)星定位技術可以通過計算機操作，避免農(nóng)業(yè)操作中的重復性，提高精確程度。根據(jù)不同土壤中富含或者缺少的成分，針對土壤性質(zhì)以及作物生長中對各種元素、營養(yǎng)物質(zhì)的需求程度，靈活控制施肥數(shù)量和次數(shù)，準確投放，減少浪費，降低生產(chǎn)成本。

比如在檢測土壤的營養(yǎng)物質(zhì)的hi否能夠滿足農(nóng)作物當前的生長需求，可以通過系統(tǒng)實時定位、記錄搭配GPS的農(nóng)業(yè)機械運動的位置和所抽取土壤的范圍，幫助后期技術人員進行對比分析。

（二）視覺導航技術

視覺導航技術就是用計算機實現(xiàn)了人眼的視覺功能，具備人眼的感知能力和認知能力，簡單來說就是對周圍環(huán)境進行光學處理，然后用攝像頭進行圖像采集，再反饋給信息處理系統(tǒng)，對所上傳的圖片進行處理、分析，最后將圖片和實際位置情況進行結合，完成自主導航定位。由于視覺導航技術設備簡單、成本低、性價比高、靈活性高，方便在農(nóng)田里收集材料時對圖像有直觀、精確的呈現(xiàn)，收集到的信息廣泛而準確，可以準確對田地中的雜草、障礙物等目標物進行準確定位，所以視覺導航技術在農(nóng)業(yè)機械導航方面也有著廣泛應用。

視覺導航技術在對蟲害、雜草、肥料的檢測上就有很大應用。比如農(nóng)作物的成長發(fā)育和產(chǎn)量與肥料有很大的關系，當一些營養(yǎng)元素補充不充足或者不及時很容易導致農(nóng)作物生長不好，產(chǎn)量減少，且有些農(nóng)作物在缺少元素的初期和正常階段沒有太大差別，很難被察覺，而通過求取葉片含水率、含磷率、含氮率等多種微量元素的比例以及葉片顏色、亮度等指標，再通過計算機的準確處理和識別，就可以及時了解農(nóng)作物的生長情況，從而達到對農(nóng)作物的長勢和作物營養(yǎng)信息的檢測，幫助農(nóng)作物正常生長。

二、農(nóng)業(yè)機械導航技術分析

（一）環(huán)境感知技術

環(huán)境感知技術是一種在農(nóng)業(yè)機械化生產(chǎn)過程中常見的技術手段，是通過在農(nóng)業(yè)機械上安裝的傳感器對農(nóng)作物周邊環(huán)境進行感知和捕捉，在講捕捉到的信息傳送到系統(tǒng)中進行分析和處理，用提取到的有效信息構建周邊環(huán)境模型，然后確定作業(yè)范圍的技術手段。環(huán)境感知技術中常見的感知方法有：視覺傳感、激光傳感、微波傳感、融合傳感等，方便、快捷、可靠、準確、經(jīng)濟化是環(huán)境感知技術的主要優(yōu)勢。通過此項技術，可以為農(nóng)業(yè)機械實現(xiàn)進一步的路徑規(guī)劃和行為命令，讓所處的機械保持更高的效率，提高感知的準確度可以有效提升機械操作的精準度和自動化智能化程度。

環(huán)境感知技術在農(nóng)業(yè)機械中也有廣泛應用，比如在可以精確、快速感知作物生長環(huán)境信息，包括：土壤溫度、光照強度、土壤濕度和土壤養(yǎng)分等信息，對農(nóng)作物的生長狀況進行實時監(jiān)測。當農(nóng)田中出現(xiàn)雜草時，感知器可以通過對植物的顏色、葉片形狀、植物的高低等多種信息進行對比，調(diào)控自身作業(yè)規(guī)律，將符合雜草特征的植物除掉，從而達到高效、精準作業(yè)。

（二）智能控制技術

隨著農(nóng)業(yè)機械導航技術的廣泛應用，智能控制技術也隨之得到重視。智能控制技術是指在無須人類進行干預的情況下就能獨立地驅動智能機器實現(xiàn)其目標的技術。由于我國農(nóng)業(yè)還尚未全面實現(xiàn)自動化、智能化，因此生產(chǎn)效率低下，品質(zhì)低，且人工勞動量大，而智能化控制的意義就是縮短農(nóng)作物的生長周期，提高耕作效率，提高農(nóng)作物的質(zhì)量和產(chǎn)量，減少人力。

現(xiàn)在有很多常見的蔬菜都是從大棚中種植出來的，大棚中的農(nóng)作物又受多種環(huán)境因素的影響，如空氣濕度、溫度、二氧化碳含量、光照強度和時間、土壤濕度等等。人工管理大棚參數(shù)，難免會出現(xiàn)差錯，而采用智能控制技術可以有效見面這種問題。用計算機來控制影響農(nóng)作物生產(chǎn)的各種環(huán)境因素，將一切因素調(diào)控到作物生長最優(yōu)化，如光照時間最佳時長和強度，二氧化碳的適宜濃度。通過床干起對大棚內(nèi)的各種環(huán)境因素進行采集，并受到系統(tǒng)的實時監(jiān)測，再結合農(nóng)業(yè)專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)，根據(jù)實時情況進行自動調(diào)節(jié)，以實現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的智能化。

（三）地圖構建技術

地圖導航技術是通過機器人傳感器獲得空間模型，通過視覺傳感、激光技術、紅外線、雷達、聲吶等方式對捕捉到的信息進行合理化處理，創(chuàng)造環(huán)境和模擬系統(tǒng)環(huán)境的技術能力。這種技術是通過對預設的數(shù)學模型，模擬出外界環(huán)境制作出相應的環(huán)境模型。這種技術幫助農(nóng)業(yè)機械選擇適合自己的導航模式，精確檢測前方障礙，規(guī)避前行，幫助農(nóng)業(yè)機械規(guī)劃好行進路徑，以更加精確化的完成任務。

三、農(nóng)業(yè)機械導航技術未來的發(fā)展方向

農(nóng)業(yè)機械導航技術是實現(xiàn)農(nóng)業(yè)自動化、智能化的重要技術，在未來還將會不斷提高農(nóng)業(yè)機械的創(chuàng)新速度和質(zhì)量。為了實現(xiàn)高效、準確的生產(chǎn)模式，就需要運用科學技術手段不斷在有限的土地資源上進行高質(zhì)量、高效率的種植，全面引進GPS定位系統(tǒng)，實行精確農(nóng)業(yè)操作，準確投放，減少浪費;廣泛采用機電液一體化與傳感器檢測技術設備，對實際環(huán)境進行實時監(jiān)測，把控作物生長全過程;還有全面引進信息與計算機技術，實現(xiàn)與傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)技術的融合，降低農(nóng)業(yè)生產(chǎn)成本，提高農(nóng)業(yè)生產(chǎn)效率和農(nóng)民生產(chǎn)積極性。農(nóng)業(yè)技術的多方完善和成熟，農(nóng)業(yè)機械化、自由化、智能化的程度會越來越高。

四、結束語

近些年，隨著科技的發(fā)展，我國的農(nóng)業(yè)機械技術也正在朝著現(xiàn)代化、準確化、自動化、規(guī)模化的方向發(fā)展，在一個農(nóng)機上可以綜合衛(wèi)星定位技術、視覺感知技術、智能控制技術等多種現(xiàn)代技術，不僅極大提高了農(nóng)業(yè)機械的自動化和智能化程度，也夠極大提高農(nóng)田作業(yè)的耕作效率和作物產(chǎn)量，還減少了人工成本，節(jié)約肥料，也滿足了各種農(nóng)作物正常發(fā)育的需求。未來，農(nóng)業(yè)機械導航技術還將會更進一步發(fā)展，突破傳統(tǒng)限制，提高農(nóng)作物產(chǎn)量，實現(xiàn)全面農(nóng)業(yè)自動化，為農(nóng)業(yè)發(fā)展提供更廣闊的發(fā)展平臺。

參考文獻：

[1]崔志富.農(nóng)業(yè)機械導航技術發(fā)展分析[J].農(nóng)民致富之友，2018-01-01.

[2]羅為林.農(nóng)業(yè)機械導航技術發(fā)展分析[J].時代農(nóng)機，2017-01-01.

[3]談元鋒.農(nóng)業(yè)機械導航技術發(fā)展分析[J].種子科技，2019-02-01.