自動導航技術在農業機械的運用

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近年來，我國農業技術水平不斷提升，農業機械作為一種重要的方式，推動了農業大規模生產，增強了農業抗風險能力，對于現代農業的建設具有現實意義。但從總體上說，我國目前的農業機械化水平并不完善，在高效作業、精準作業等方面還有欠缺。我國在1994年就有學者進行精細農業的研究。國家“十五”科技戰略重點將發展精準農業技術、提高農業生產水平作為重中之重[1]，這種農業發展模式以現代信息技術為依托，實現農業生產收益的最大化。精準農業理念的實施需要依靠現代化的農業機械技術來實現，精準農業對農業機械的要求是高度的現代化和智能化[2]，而自動導航技術作為精準農業的核心技術，將是實現這一目標的有效途徑。因此，在我國農業轉型升級的關鍵階段，加強自動導航技術在農業機械中的應用，將是數字化農業的重要內容。

1農業機械自動導航技術概述

顧名思義，自動導航技術就是農業機械利用自身攜帶的傳感器感知周圍環境和車體的信息，通過對獲取信息處理并進行導航決策和控制，從而完成相應的農業生產任務[3]。運用在農業機械中的自動導航技術是一種創新性的技術，主要包括環境感知技術、導航控制技術和地圖構建技術。具體的導航技術又被分為多個類別，如激光導航、地磁導航、引線導航等[4]。自動導航技術在海洋漁業、精準導航、遠程監測、作業管理等方面特發揮了極其重要的作用。

2農業機械中運用自動導航技術的意義

2.1減輕農機操作人員的工作強度。自動導航技術被應用在農業機械之后，農機操作人員無需集中精力于農業機械的行駛方向，只需要簡單的幾步操作就可以完成作業要求。在作業之余，勞動者還可以更多的關注作業的量化成果，代替了傳統的勞動力作業，有效的降低了農機操作人員的勞動強度和勞動風險。2.2提高農業生產效率。在傳統的農業生產活動中，一個生產作業的完成往往需要大量的人力、物力和時間，農業生產質量也受到一些人為失誤等因素的影響，另一方面，傳統的農業種植區域比較分散，土地資源利用不集中，農業生產活動過程不連續，工作效率低。在農機中引用自動導航技術后，通過整體規劃就可以實現規模化作業，從播種到收獲的整個過程實現機械化，大幅度提升了農業生產效率。2.3降低收獲損耗。在過去的農業生產活動中，由于人為操作不當或者對成熟時機的把握不夠準確等原因，很容易造成農作物的損害或者遺漏部分農作物，導致產量直接下降。采用自動導航技術之后可以精準的進行農業的播種與收割，通過這種先進的技術來處理諸多細節問題，可提高農作物采收的質量與效率[4]。

3自動導航技術在農業機械中的應用

3.1精準導航。自動導航技術通過北斗衛星導航系統與農機自動駕駛系統的結合，可以使農機精確的按照預設路線和既定軌跡自動行駛。整個過程不需要人工干涉就能夠自主完成，它還可以快速的鎖定行駛路線，適應不同地形作業，從而解放操作人員的雙手，使其能夠更好的關注農機作業的效果。這樣不僅延長了有效作業時間，還提高了農機作業質量，增產增收。3.2精準作業。1自動導航技術可以對田間作業實現精確化的控制，使農機在工作的過程中做到不重復作業，大幅度提高農機作業的質量和土地資源利用率。例如，在田間生產活動中，采用我國自主研制的北斗高精度定位系統，誤差范圍小，能夠減少農機作業的重復面積、提高作業率、自動計算面積，作業面積一目了然[5]。2自動導航技術使農機具有精準把控行進路線和控制行間距的能力，從而實現精準的耕地、播種、施肥、噴藥、灌溉等農業生產環節。例如，它可以有效提高土地中的陽光和水分的利用率，使每顆植株均勻的分布，享受同等空間的陽光和水分，減少弱勢植株[5]。3自動導航技術中的視覺導航系統可以將周圍的農業生產環境反映在顯示屏中，實現環境可視化。視覺導航系統應用于農業機械生產中，可以針對每一壟、每一畝田地進行精準的探測，精確田地的位置和實際信息，以便于農民更好的針對生產進行操作[6]。自動導航技術的應用實現了精準作業，有利于實現農業機械作業標準化，是我國現代化農業的重要內容。3.3精細管理。自動導航技術可以為機械化播種、插秧、收割等農機作業提供作業數據和位置信息，計算穩定可靠，定位精確度高，能夠輕松幫助政府監管部門、農業合作社、農機手、農民等實現自動核算，便捷查詢，實現精細化管理。

4自動導航技術在農業機械中應用的發展方向

4.1多機協同導航技術。隨著我國現代化農業的不斷推進，為了再促進農業生產效率，降低農機使用資金投入和能源消耗，采用多臺同種或異種農機協同使用，農機之間進行聯網，由監管中心統一監管調度，構建農機集群作業模式，進一步強化我國機械化生產的效率。4.2GNSS導航技術。全球導航衛星系統(GNSS)作為空間信息基礎設施，是精準農業的重要技術支撐，是發展現代農業和實現農業可持續發展的關鍵技術。GNSS在農機作業監管、農機精準操控和農場精細管理等方面,有著重要和廣泛的應用[7]。GNSS導航技術是通過衛星對實際位置的距離進行精準的計算[8]。利用相對定位方法和絕對定位方法，獲取衛星天線和探測目標之間的位置[6]。采用這一技術，可以更加準確的獲得農機作業的位置、方向和速度，操作人員通過這些信息可以更好的把控農機進行作業，這將大幅度提升農業生產上的精確性。4.3人性化功能開發。在我國農業生產活動中，在大規模實行機械化采收的同時，不可避免的會對部分農作物造成損害。因此，在之后的農業機械自動導航技術的發展中，需要結合信息技術進行參數化、可視化的功能開發，根據農作物成熟度的不同，批量采收，達到人性化的目的。

5結束語

綜上所述，自動導航技術在我國農業機械中的應用是實現精準農業的必然要求，也是農業機械實現轉型升級的有效途徑。在農業生產活動中，通過采用自動導航技術，農業機械可以更精準有效的工作，從而提升農業生產效率。雖然現階段已取得了部分顯著的效果，但自動導航技術在農業機械中的應用還存在一些不足，需要從事相關技術的科研人員不斷改革和創新，使得農機自動導航技術實現互聯化、智能化，更加精準的服務于農業生產。相信隨著我國科學技術的不斷進步，自動導航技術在農機中的應用會取得新的突破，為鄉村振興建設助力。

參考文獻：

[1]武軍,謝英麗,安丙儉.我國精準農業的研究現狀與發展對策[J].山東農業科學，2013，45(9)：118-121.

[2]王孝民.精確農業對農業機械化的發展影響及存在問題分析[J].農機使用與維修，2019(4)：28.

[3]譚晨佼，李軼林，王東飛，等.農業機械自動導航技術研究進展[J].農機化研究，2020，42(5)：7-14+32.

[4]王赟.農業機械自動導航技術研究進展[J].中國標準化，2019(16)：227-228.

[5]蔣騰.北斗導航拖拉機自動駕駛系統的應用[J].農機科技推廣，2017(7)：29-30.

[6]馮振華.農業機械自動導航技術研究進展分析[J].農機使用與維修，2019(7)：27-28.

[7]吳才聰.北斗在農機精準作業中的應用及思考[J].農業工程技術，2017，37(30)：39-41.

[8]段蘭昌.農業機械自動導航技術研究進展[J].時代農機，2018，45(5)：61.

作者:郭杰 劉大為 單位:湖南農業大學機電工程學院