楊繼芳，高民

（新疆石河子職業(yè)技術(shù)學(xué)院，新疆 石河子 832000）

近幾年，國(guó)內(nèi)農(nóng)業(yè)技術(shù)不斷進(jìn)步，與機(jī)械設(shè)備相結(jié)合，大大提高了國(guó)家糧食產(chǎn)量，降低了農(nóng)業(yè)風(fēng)險(xiǎn)發(fā)生的、概率，推動(dòng)了我國(guó)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。由于我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械技術(shù)落后，雖然一定程度上減少了勞動(dòng)力，但仍存在效率低、精度差的問題。而目前，隨著自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)越來越先進(jìn)，其帶來的便捷性、高效性受到人們的重視，該技術(shù)逐漸普遍的應(yīng)用在各個(gè)行業(yè)領(lǐng)域當(dāng)中。在農(nóng)業(yè)發(fā)展中更是如此，其與農(nóng)業(yè)機(jī)械的結(jié)合不僅能夠提高機(jī)械工作效率和精準(zhǔn)度，還能提高農(nóng)產(chǎn)品的產(chǎn)值，大大增加了農(nóng)業(yè)收益。所以，我們國(guó)家的農(nóng)業(yè)想要長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展，需增加農(nóng)業(yè)機(jī)械和自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)的結(jié)合力度，這也是把農(nóng)業(yè)進(jìn)行數(shù)字化的重要一步。

1 自動(dòng)導(dǎo)航在農(nóng)機(jī)中的發(fā)展

民以食為天，由此可見，對(duì)一個(gè)國(guó)家來說農(nóng)業(yè)是十分重要的產(chǎn)業(yè)。為了滿足國(guó)內(nèi)糧食需求，提高產(chǎn)量，農(nóng)業(yè)機(jī)械在逐漸被機(jī)械化、自動(dòng)化。在這個(gè)過程中，出現(xiàn)了一種可以解放農(nóng)民雙手，增加產(chǎn)值的新技術(shù)，即農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化技術(shù)。此技術(shù)把導(dǎo)航技術(shù)利用到農(nóng)業(yè)機(jī)械當(dāng)中，而導(dǎo)航技術(shù)具體的有：引線導(dǎo)航、地磁導(dǎo)航、激光導(dǎo)航等。將機(jī)器的信號(hào)接收設(shè)備和預(yù)先埋設(shè)在地下來發(fā)射磁力的裝置進(jìn)行配合工作的是引線導(dǎo)航；通過地球的磁力來完成機(jī)械裝置導(dǎo)航工作的是地磁導(dǎo)航；充分借助激光的傳遞性，建立機(jī)器接收設(shè)備和所發(fā)射的激光光線之間的聯(lián)系來進(jìn)行導(dǎo)航控制工作的是激光導(dǎo)航。但是由于我國(guó)土地遼闊，面積較大，區(qū)域的不同導(dǎo)致各個(gè)地方之間的環(huán)境差別較大，因此一定要考慮在地形環(huán)境不同時(shí)對(duì)導(dǎo)航工作的影響，所以就需要自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)擴(kuò)大發(fā)展范圍，多方向多種類的發(fā)展。

2 測(cè)量農(nóng)業(yè)機(jī)械位置的方法

如何準(zhǔn)確地測(cè)出農(nóng)業(yè)機(jī)械的位置是農(nóng)機(jī)自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)最先需要克服的問題。測(cè)定農(nóng)業(yè)機(jī)械位置主要包括對(duì)其航向、位置、車輪轉(zhuǎn)角以及速度等內(nèi)容。在這些內(nèi)容中，測(cè)量機(jī)械每一刻的位置是最重要的?，F(xiàn)在普遍用來測(cè)定其位置的方式主要有兩種，分別是對(duì)相對(duì)位置和絕對(duì)位置的測(cè)量方法。前者工作的核心是對(duì)導(dǎo)航基線和機(jī)械之間位置關(guān)系的測(cè)量，而后者工作的核心是測(cè)量機(jī)械在空間地形上的位置。

2.1 視覺導(dǎo)航技術(shù)

通過借助計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人的視覺感官進(jìn)行模擬，再?gòu)牡贸龅男Ч麍D像里選出有價(jià)值的信息，從而對(duì)這些信息理解分析和處理之后進(jìn)行實(shí)際的控制測(cè)量，這就是機(jī)器視覺的位置測(cè)量方法。工作速度快，效率高是此方法最突出的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)計(jì)算機(jī)自身對(duì)信息的容量也比較大，可以儲(chǔ)存大量信息，其他各方面功能也比較完善。在此方法中，自動(dòng)導(dǎo)航技術(shù)通過機(jī)械設(shè)備的攝像裝置來采集信息和傳遞信息，借助圖像識(shí)別技術(shù)對(duì)采集到的信息進(jìn)行作物識(shí)別，把兩者結(jié)合就確定了機(jī)械的工作基線。此方法主要采用最小二乘法、垂直投影法和Hough變換法來進(jìn)行導(dǎo)航基線的測(cè)量和識(shí)別農(nóng)作物。其中，最小二乘法有測(cè)量準(zhǔn)確性和工作效率比較高的優(yōu)點(diǎn)，所以工作人員使用此方法來檢測(cè)直線段基線是比較常見的。而借助成圖方法，對(duì)采集的圖形進(jìn)行灰化處理，再通過垂直投影法對(duì)處理后的圖像里的非目標(biāo)區(qū)域和目標(biāo)區(qū)域展開精準(zhǔn)的劃分，這是垂直投影法。對(duì)農(nóng)業(yè)目標(biāo)區(qū)里農(nóng)作物有多少行就可以用此法來確定。Hough 變換法是當(dāng)前階段使用最普遍的一種檢測(cè)直線段基線的方法，由于在實(shí)際的使用時(shí)，Hough變換法可以有很好的魯棒性能，所謂"魯棒性"，是指控制系統(tǒng)在一定（結(jié)構(gòu)，大?。┑膮?shù)攝動(dòng)下，維持其它某些性能的特性。它是在異常和危險(xiǎn)情況下系統(tǒng)生存的關(guān)鍵。其他外界因素對(duì)它的影響很小，在發(fā)展數(shù)年之后已經(jīng)成為了一種應(yīng)用和研究方面最為普遍的導(dǎo)航方法。

2.2 測(cè)量位置的GNNS技術(shù)

當(dāng)前主要有我們國(guó)內(nèi)的北斗衛(wèi)星系統(tǒng)、NAVSTAR GPS、GLONASS這些GNSS技術(shù)能夠支持用于商業(yè)服務(wù)。其中NAVSTAR GPS應(yīng)用的時(shí)間最久，范圍最廣。對(duì)于GPS技術(shù)人們已經(jīng)非常熟悉了，它普遍存在于我們每個(gè)人的手機(jī)上、汽車上、甚至于手表上。雖然國(guó)內(nèi)對(duì)GPS技術(shù)的研究落后于國(guó)外，但經(jīng)過這些年科研人員的不懈努力，國(guó)內(nèi)這項(xiàng)技術(shù)已逐漸完善，尤其值得關(guān)注的是近年來導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)裝備中的應(yīng)用逐年上升。GPS全球定位衛(wèi)星導(dǎo)航技術(shù)的一個(gè)方向就是應(yīng)用在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，它不僅可以提升農(nóng)業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)值和生產(chǎn)效率，還能減少人力的浪費(fèi)，促進(jìn)農(nóng)業(yè)的發(fā)展。但是由于環(huán)境會(huì)影響GPS技術(shù)的準(zhǔn)確性，所以要根據(jù)實(shí)際的情況來進(jìn)行選擇。

3 結(jié)語

由上述可知，新發(fā)展下的農(nóng)機(jī)導(dǎo)航操作系統(tǒng)基本都是由任務(wù)執(zhí)行單元、機(jī)械控制單元和檢測(cè)單元這三部分一起組成的，在實(shí)際的操作過程中，上面三部分單元明確分工，合作效率高，可以使農(nóng)業(yè)機(jī)械在很大程度上順利、快速的完成作業(yè)任務(wù)，符合當(dāng)前我國(guó)農(nóng)業(yè)精準(zhǔn)化理念。近幾年，自動(dòng)化導(dǎo)航技術(shù)在農(nóng)業(yè)機(jī)械上的應(yīng)用逐漸成熟，計(jì)算機(jī)的儲(chǔ)存量和傳感器等輔助設(shè)備也越來越強(qiáng)，使農(nóng)業(yè)自動(dòng)化和精密程度更進(jìn)一步。但以目前實(shí)際情況來說，農(nóng)業(yè)機(jī)械自動(dòng)化導(dǎo)航技術(shù)還是有一定的缺點(diǎn)，仍需要科研人員去努力探究，使其更加完善和先進(jìn)。