农机自动驾驶导航系统研究概况
浅谈农机自动驾驶导航系统的工作原理
浅谈农机自动驾驶导航系统的工作原理摘要：随着精准农业概念的提出，计算机技术、导航系统技术等在农业机械装备上开始获得广泛的应用。
农机自动驾驶导航系统已经成为现代农业的一个重要组成部分。
越来越多的地区开始使用自动驾驶导航系统进行农业的起垄、播种、喷药、收获等，大大提高了工作效率，降低了农业生产成本，从根本上增加了经济效益。
本文浅析自动驾驶导航系统的组成、工作原理、导航控制原理。
关键词：GNSS接收机、GNSS天线、导航控制器、、转角控制器、导航显示终端等。
一、自动驾驶导航系统工作原理基于卫星导航定位的自动驾驶导航技术直接驱动拖拉机的转向系统，除田间掉头外，在农机作业时可以代替人工操作方向盘（人工控制油门），实现自动驾驶。
自动驾驶导航的基本工作原理是：在导航显示终端（机载田间计算机）中，设定导航线，通过方向轮转角传感器、GNSS接收机、惯导系统获取拖拉机的实时位置和姿态，计算拖拉机与预设导航线的偏离距离和航向，然后通过导航控制器，驱动拖拉机的转向系即时修正拖拉机方向轮的行驶方向。
自动驾驶导航系统在拖拉机的作业过程中，不断进行"测量-控制"动作，使得拖拉机的行走路线无限接近于期望和预设的作业路径。
根据转向操控原理的不同，拖拉机自动驾驶导航可分为机械式自动驾驶导航和液压式自动驾驶导航两类，分别通过步进电动机和液压式驱动拖拉机的转向结构。
二、自动驾驶导航系统的组成自动驾驶导航系统的基本组成部分包括差分信号源、GNSS天线、无线数传电台、GNSS接收机、转角传感器、导航控制器、转向控制器、导航显示终端及导航控制软件等。
1.差分信号源差分信号是拖拉机自动驾驶导航的基础。
差分信号中断后，拖拉机将无法保持厘米级的导航精度，只能停止作业，等待差分信号恢复。
在有条件的区域，可以优先使用地基增强信号，并以星基增强信号作为热备份，以保障作业的连续性。
差分信号播发途径包括：①通过无线电台播发，拖拉机也配置一套无线数传电台。
农机自动驾驶解决方案
农机自动驾驶解决方案在当今日益发展的数字化时代，人工智能和自动化技术成为各行业的热门话题。
农业作为人类的基本生活支持系统，也迎来了相应的技术创新。
农机自动驾驶解决方案，正是以人工智能和自动化为基础，为农业生产带来前所未有的变革。
一、技术背景随着传统农业生产方式的效率和可持续性问题越来越凸显，农业科技应运而生。
农机自动驾驶解决方案依托全球卫星导航定位系统（GNSS）和各种传感器，实现农机的智能化操作。
农机搭载相应的硬件设备和软件系统，通过收集、处理和分析数据，可以自主进行作业，提高作业效率和品质。
二、技术应用1. 自动导航系统农机自动驾驶系统的核心在于自动导航。
利用全球卫星导航系统进行定位，结合惯性导航和激光雷达等传感器，可以实现农机的精确定位和路径规划。
通过预先设定的作业参数，农机可以自主进行行进和转向，大大减轻了农民的劳动强度和疲劳程度，提高了作业效率。
2. 数据采集与处理农机自动驾驶解决方案不仅仅实现了机械操作的自动化，更重要的是通过各种传感器和设备收集环境数据，实时分析和评估作物的生长状态和土壤条件。
这些数据可以用于农机的智能化控制，例如根据作物的需水量和施肥量，自动调节水源和肥料的供应。
同时，农民也可以通过数据分析了解到作物的生长环境，及时采取相应的措施进行调整，提高农产品的质量和产量。
三、优势与意义1. 提高农业生产效益农机自动驾驶解决方案可以实时监测和调整作业参数，例如播种深度和间距、施肥浓度和均匀度等，确保作业的准确性和一致性。
同时，由于自动化作业的高效性，农民可以节省人力成本和时间成本，将更多精力投入到其他农业环节的管理和创新。
这样既提高了农民的收益，也为农业生产提供了更可持续和可靠的保障。
2. 促进农业可持续发展农机自动驾驶解决方案在农业生产中的应用，可以最小化农业活动对环境的影响。
通过智能化的施肥和灌溉控制，农民可以减少农药和化肥的使用量，降低水资源的浪费，有效保护生态环境。
农业机械自动导航技术研究进展分析
农业机械自动导航技术研究进展分析农业机械自动导航技术是在全球气候变化和人口增长的背景下迫切需要的一项技术，它能够提高农业生产效率，降低生产成本，减少对环境的影响。
本文将分析农业机械自动导航技术的研究进展，重点探讨农业机械自动导航技术在农业生产中的应用及存在的问题。
农业机械自动导航技术是农业机械智能化的重要组成部分，其发展历程经历了多个阶段。
最初，农业机械导航系统主要采用基于GPS的全球卫星定位系统和惯性导航系统，因无法保证定位精度，导致农机操作难度大，需要专业人员操作。
后来，随着技术的进步，利用各种现代化技术，如通信技术、图像识别技术、激光雷达技术等，开发出了更加高效的自动导航系统。
例如，开发了基于激光雷达技术的SLAM算法，能够实现在无GPS信号的情况下，对农田进行高精度的定位。
目前，农业机械自动导航技术已经在农业生产中得到了广泛应用，如自动扫描定位控制系统、自动驾驶系统等，大大提高了农业生产效率和生产质量。
二、农业机械自动导航技术在农业生产中的应用1. 农业机械自动驾驶技术农业机械自动驾驶技术是目前应用最广的农业机械自动导航技术之一。
该技术可以实现农机沿着预先规划好的路径自动行驶，减少了人工干预，提高了农业生产效率。
自动驾驶技术通常包括根据成像传感器或激光范围传感器进行障碍物检测，以及通过对环境的建模和算法来预测最佳路径。
2. 农业机械自动扫描定位控制系统农业机械自动扫描定位控制系统利用激光雷达进行测距和图像识别技术，为农机提供高精度的定位。
通过电子地图系统和高精度GPS技术，将农田划分成小块，从而在导航系统中指定每个农田区域的边界和杂草位置。
该技术可以寻找到需要进行农业操作的田地，通过计算机算法控制机械设备进行作业。
尽管农业机械自动导航技术已经得到了广泛的应用，但目前还存在一些问题。
1. 技术本身的缺陷农业机械自动导航技术在设计初期可能存在一些漏洞或错误，需要经过多次实验和研究才能得到解决。
GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业上的应用
GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业上的应用1. 引言1.1 1. 背景介绍黑龙江垦区是我国辽阔的东北大平原上，沃野连绵的一个农业重要区域。
该地区农业生产以粮食作物为主，农机作业占据着极其重要的地位。
传统的农机作业存在着诸多问题，如操作难度大、效率低下、浪费资源等。
为了解决这些问题，GPS自动导航驾驶系统被引入到了农机作业中。
GPS自动导航技术是利用卫星导航系统实现车辆自动导航的技术，通过接收卫星信号确定车辆位置，再根据预先设定的路径进行自动导航，从而实现精准操控。
在农机作业中，该技术可以实现作业路径规划、行驶速度控制、作业质量监测等功能，极大地提高了农机作业的效率和质量。
随着农业现代化的推进，农业生产方式正发生着革命性的变化，GPS自动导航技术的应用也将为黑龙江垦区农机作业带来新的发展机遇。
本文旨在探讨GPS自动导航技术在黑龙江垦区农机作业中的应用，并分析其对提升农机作业效率、节约资源、保护环境等方面的促进作用。
1.22. 研究意义GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业上的应用具有重要的研究意义。
随着农业现代化的推进，农机作业已经成为提高农业生产效率和农业现代化水平的重要手段。
而GPS自动导航技术的引入，可以提高农机精细作业的精度和效率，从而更好地满足农业生产的需求。
通过对GPS自动导航技术在农机作业中的应用进行深入研究，可以探讨其对环境保护、资源利用和农业可持续发展的促进作用。
这有助于进一步完善农业生产体系，实现资源的有效利用和环境的保护，推动整个农业产业的可持续发展。
1.3 3. 研究目的本文旨在探讨GPS自动导航驾驶系统在黑龙江垦区农机作业中的应用现状和效益，从而总结其对农业生产的促进作用。
具体研究目的包括以下几个方面：1. 分析GPS自动导航技术原理，深入了解该技术在农业领域的工作原理和应用方式。
2. 调查GPS自动导航在农机作业中的具体应用情况，包括种植、喷洒、施肥等农业作业过程中GPS自动导航系统的应用效果。
《基于双目视觉的农业机器人导航系统研究》范文
《基于双目视觉的农业机器人导航系统研究》篇一一、引言随着科技的发展，农业自动化和智能化已经成为现代农业发展的重要方向。
农业机器人作为农业现代化的重要工具，其导航系统的研究显得尤为重要。
本文旨在研究基于双目视觉的农业机器人导航系统，以提高机器人在复杂农田环境中的自主导航能力和作业效率。
二、双目视觉技术概述双目视觉技术是一种模拟人类双目视觉的立体视觉技术。
通过两个相机从不同角度获取图像，双目视觉技术可以实现对场景的深度感知，从而获取物体的三维信息。
在农业机器人导航系统中，双目视觉技术可以用于环境感知、障碍物识别和导航路径规划等方面。
三、农业机器人导航系统研究现状目前，农业机器人导航系统主要依赖于GPS、激光雷达等传感器进行定位和导航。
然而，这些方法在复杂农田环境中存在一定局限性，如GPS信号弱、激光雷达成本高等问题。
因此，研究基于双目视觉的农业机器人导航系统具有重要意义。
该系统可以弥补传统导航系统的不足，提高机器人在复杂环境中的自主导航能力和作业效率。
四、基于双目视觉的农业机器人导航系统设计（一）系统架构设计基于双目视觉的农业机器人导航系统主要包括双目相机、图像处理模块、控制模块和执行机构等部分。
其中，双目相机用于获取环境图像信息，图像处理模块对图像进行处理和分析，控制模块根据处理结果控制执行机构的运动。
（二）双目相机标定与立体匹配双目相机标定是双目视觉技术的关键步骤，通过标定可以获得相机的内外参数。
立体匹配是双目视觉技术的核心，通过匹配左右相机图像中的特征点，可以获得物体的三维信息。
在农业机器人导航系统中，需要对双目相机进行精确标定和立体匹配，以提高环境感知和障碍物识别的准确性。
（三）图像处理与障碍物识别图像处理模块对双目相机获取的图像进行处理和分析，提取出有用的信息。
通过图像处理技术，可以实现对农田环境的感知和障碍物的识别。
障碍物识别是农业机器人导航系统的重要组成部分，可以有效地避免机器人在作业过程中发生碰撞。
农机导航自动驾驶系统前装认证研究
智能农机专题SPECIAL2019.10农 机 科 技 推 广AGRICULTURE MACHINERYTECHNOLOGY EXTENSION伴随着越来越多的新技术应用到农业领域，我国农机信息化、智能化水平越来越高，农机导航自动驾驶就是当前发展较快的一个典型案例。
通过在农机上安装导航自动驾驶系统，依靠高精度卫星定位装置获取农机位置、姿态和航向信息，对所获信息进行分析，驱动液压阀或电机来控制转向装置进行路线修正，就可以实现农机按照规划路线自动驾驶行驶作业。
这样不用驾驶员操作就可以完成耕作、播种、喷药等田间作业，不仅可以缓解驾驶员的疲劳，还可以降低作业成本和时间。
然而新产品新技术前期往往因为产品标准不完善、缺乏有效的产品评价手段等因素，难以快速推广应用。
经调查目前国内仅黑龙江省农垦鉴定站1家开展了农机导航自动驾驶系统的试验鉴定工作，以具有导航自动驾驶功能的农机产品为整体评价对象的检验、鉴定或认证尚属空白。
因此分析农机导航自动驾驶实际情况，对具备导航自动驾驶功能的农机产品开展产品认证评价有利于新技术应用推广，很有必要。
本文分析了我国农机导航自动驾驶系统分类、产品标准建设情况，介绍了产品认证相关知识，并从认证机构的角度对产品认证方案进行了策划。
一、农机导航自动驾驶产品现状1.农机导航自动驾驶系统现状 农机通过安装导航自动驾驶系统从而具有导航自动驾驶功能，行业内按照导航自动驾驶系统的安装时间节点不同分为前装和后装。
前装即在出厂前安装导航驾驶系统；后装是用户购买农机后自行加装导航自动驾驶系统，目前市场上后装产品居多。
后装是对农机的改装，包含供应商提供的产品和改装服务，因此后装质量受农机原本性能、导航自动驾驶系统质量、安装人员素质等诸多因素影响，加之改装是用户个人行为，所以对后装产品开展单纯的检验或认证评价意义不大。
前装由整机厂来完成导航自动驾驶系统的安装调试，产品标准化程度、质量可控性高，而且整机厂在产品设计初期就可以将导航功能作为整机的一部分来考虑，系统集成性好，也便于后续产品功能扩展、提升。
北斗农机自动驾驶系统的发展现状及未来趋势
北斗农机自动驾驶系统的发展现状及未来趋势司南导航张冬冬近年来随着我国北斗系统的大规模推广和北斗地面接收设备的日趋成熟，北斗在很多行业正逐步替代GPS，农业方面也不例外。
在国家的大力支持下，目前北斗在农业领域的应用已经从单纯提供定位信息，发展成为将卫星定位与液压控制、传感器技术、拖拉机电子控制相结合，进而实现农业作业的全程自动化。
因此，本篇主要介绍卫星定位技术与液压控制、传感器技术相结合的产物——北斗农机自动驾驶系统（以下简称自动驾驶系统）。
一、何为北斗农机自动驾驶系统？“北斗农机自动驾驶系统”通俗解释来说，就是利用北斗卫星的定位信号来设计车辆的行驶轨迹，在车辆作业过程中综合车辆的位置信息、姿态信息、航向角信息、传感器信息，通过控制液压系统，最终达到实现控制拖拉机的转向按照设计路径行驶的目的。
自动驾驶系统一般由以下几个部分组成，如显示器、控制器、液压阀（方向盘电机）、角度传感器、接收机、卫星天线以及配套线缆。
其中每个小部件发挥着各自的作用又紧密配合：●显示器——主要作用是系统调试、显示系统的状态以及与用户界面。
●控制器——综合卫星信号、车辆姿态信号、传感器信号，输出控制信号。
●液压阀——按照控制给出的信号改变方向系统中的液压油的流量、流向，进而改变车辆的行驶方向。
●角度传感器——实时感应车辆转向轮的转向角度。
●卫星天线——接收北斗卫星的信号。
●接收机——实时解算卫星信号，输出定位信息。
自动驾驶系统具有显著特点：●定位精度高——采用司南自主研发的北斗高精度GNSS接收机及卫星天线，支持北斗、GPS、GLONASS三系统定位。
●作业标准高——定位精度1cm，往复结合线误差2.5cm。
●作业范围广——根据选用的基站不同支持最小5公里，最大50公里作业。
●适应能力强——可以24小时不间断作业，无论是在东北的丘陵还是在新疆的戈壁，都能保证很高的作业标准，同时支持跨区域作业。
二、北斗农机自动驾驶系统的发展现状自动驾驶系统是精准农业发展到后期的产物，最早被称为“辅助驾驶系统”，它的诞生也仅仅是为了减轻驾驶员的疲劳程度、提高工作效率。
农业机械自动导航技术的研究进展
农业机械自动导航技术的研究进展农业机械自动导航技术是指通过激光雷达、GPS、惯性导航、图像识别等各种传感器和算法，实现农业机械在田间作业过程中的自动导航、路径规划、障碍物避让、定位定向等功能。
随着农业现代化程度的不断提高和农业生产水平的不断提升，自动导航技术在农业生产中的应用也越来越广泛，为提高农业生产效率、降低成本、减少劳动强度，保障粮食安全等方面发挥着重要作用。
自动导航技术在农业机械领域的应用已经取得了一定的进展。
目前，农业机械自动导航技术主要应用于拖拉机、收割机等大型农业机械上，能够实现田间作业的自动化进行。
一方面，自动导航技术可以通过GPS和惯性导航系统实现农业机械的定位和导航，使得农民可以在田间作业时不再需要手动操控，大大减轻了农民的劳动强度；另一方面，自动导航技术可以通过激光雷达、图像识别等传感器实现障碍物的检测和避让，提高了作业安全性和精准度。
在自动导航技术中，激光雷达和图像识别技术是比较常用的传感器。
激光雷达可以实时扫描周围环境，并生成环境地图，从而实现对障碍物的检测和避让。
而图像识别技术可以通过摄像头拍摄周围景物，通过算法识别出道路、作物、建筑等环境特征，从而实现对田间作业环境的感知。
通过激光雷达和图像识别技术的结合，可以实现更加精准和安全的自动导航。
另外，随着人工智能和机器学习技术的不断发展，农业机械自动导航技术也在不断创新。
例如，利用深度学习算法对图像数据进行处理，可以提高图像识别的准确性和速度；利用强化学习算法对机器行为进行优化，可以实现更加智能化的路径规划和决策；利用云计算和物联网技术实现农机之间的信息共享和协同作业，提高作业效率。
总的来说，农业机械自动导航技术的研究进展是一个不断创新和改进的过程。
未来随着传感器技术、人工智能技术、云计算技术等的不断发展，农业机械自动导航技术将会在农业生产中发挥更加重要的作用，为提高农业生产效率、保障粮食安全、减少环境污染等方面做出更大贡献。
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测 量 车 辆 位 置 的相 关 信 息 ，此 类 仪 器 设 备 多数 含
有 三 轴 的 侧 倾 角 、 俯 仰 角 、 横 摆 角 陀 螺 仪 和 三 轴 的 侧 倾 角 、俯 仰 角 、横 摆 角 加 速 度 计 ，用 此 方
装 繁 琐 ， 一套 系 统 在 多 台机械 上 的 更 换使 用 不方
便 ，售 后成 本 显著 增加 。 目前 ，Ｇ Ｐ Ｓ 导 航市 场 还有 待进 一 步规 范 ，不 同品牌 的Ｇ Ｐ Ｓ 之 间有 各 自的通讯
应 用 将 为精 细 农 业 生 产 的全 面 开 展 奠 定 坚 实 的基
隧
农 讥 自动 驾 驶 导 航 系 统 研 究 概 况
吴 小伟 史志 中 王 工
摘要 ：阐述 了农机 自动 驾驶 导航 系统 的研 究概 况 、 技 术 支撑 条件 及存 在 的 问题 ，分析 了该 技术 的推 广
应用前景 。
法 可 以得 到 车 辆 的位 置 和 姿 态 信 息 。 由于 惯 性 导
安 装 及 使 用 费 用 较 高 ，影 响 了精 准 农 业 的 机 械 化
推进 进 程 。Ｇ Ｐ Ｓ 导航 转 向液压 系 统通 过 卫星 定位 ， 发 出信 号 改 变 电磁 阀 油 路 的 开 关 ， 使 方 向盘 转 向
江 苈 农祝 化 ２ ０ １ ５ ． ３ １
系 统 进 行 转 向 调 节 ，而 车 辆 的 转 向液 压 系 统 安
体 在 运 动 过 程 中 的加 速 度 ，然 后 通 过 计算 机 进 行 积 分 ，从 而 得 到 运 动 体 的位 置 、速 度 、 方 位 等 导 航 参 数 ，是 一 种 不 依 赖 任 何 外 部 信 息 、 设 施 或基 准 ， 也 不 向 外 部 辐 射 能 量 的 自主 式 导 航 定 位 系
航 系 统 存 在 内在 信 号 漂 移 现 象 ，为 使 定 位 信 息 准
确 ，需 要 定 位 数 据 标 定 ， 同 时此 系 统 可 作 为 对 其 他 定位传 感 系统 的补 充 。 （ ３ ）地 形辅 助导 航 定 位 系统 。 该系 统 利 用 地
关键词 ：农 业机械 ； 自动驾驶；导航 系统
１ 农机 自动驾驶导航 系统研 究概况
按 照 近 代 科 学 技 术 术 语 ， 导航 定位 系 统 的 主 要 功 能 是 定位 、 定 向 、测 速 和授 时 。 由于 能够 完 成 导 航 任 务 的技 术 方 法 很 多 ，所 以出 现 了各 种类 型 的导 航 定位 系统 ，主 要 有 以下几 种 ： （ １）无 线 电导航 定位 系统 。该 系 统 利 用 多 普 勒 效 应 测 速 ，用 雷 达 测 距 和 测 方 位 ， 用 导 航 台 定
２ 农机 自动驾驶导航系统的技术支撑条件
目前 ，国 内农 业机 械 Ｇ Ｐ Ｓ 导 航 自动 驾 驶 系统 虽 然 正在 应 用 ，但 使 用 过程 中也存 在 很 多 问题 。Ｇ Ｐ Ｓ 导 航 系 统 没 有 实 现 国产 化 ，技 术 含 量 较 高 ，设 备
参数 ：方位 角 （ 或 称 横 摆 角 ） 、侧 倾 角 和 俯 仰
（ ２）惯 性 导 航 定 位 系统 。 该 系 统 是 由加 速
定 农 机 的行 走 方 向 ，可 在 卫 星 信 号 较 差 的情 况 下 有 一 个 缓 冲 的航 向指 引 。华 南 农 大 和 黑 龙 江 八 一 农 垦 大 学 以及 国家 智 能 装 备 中心 在 农 机 导 航 方 面 都 取 得 了一 些 研 究 成 果 。华 南 农 大 研 发 出 了定 位
础。
３ 农机 自动驾驶系统存在 的技术 问题
（ １）卫 星 定 位 系统 。 为 了增 强 信 号 接 受 能
协 议 ，差 分 信 号 不 能 通 用 ，造 成 重 复投 资 ，给 用
户 的 使 用 带来 不 便 ，造 成 资 金 浪 费 。在 区域 条件
比较 复 杂 的地 方 ，部 分 导 航 系 统 由于 地 理位 置 或
精度 在 ５ ～１ ０ ｃ ｍ 的 导航系 统 ，但 是对 于机 型 和作 业
条 件 有 一 定 的 要 求 ，应 对 高 速 度 、 高 精 度 的农 田 作 业 还 有 些 欠 缺 ；八 一 农 垦 大 学 和 国家 智 能 装 备
中心 研 发 出 的导 航 系 统 模 拟 机 能 模 拟 农 机 导 航 ，
但 是还 没有 真正 应用 到农 机 作业 中去 。
统 ， 可 提 供 完 备 、 连 续 及 高 数 据 更 新 率 导 航 信
息 。导 航 系 统 通 常 使 用 传 感 器 探 测 车 辆 的方 位 角 和 姿 态 来 提 供 辅 助 定 位 信 息 ，这 种 信 息 包 含 三 个
计 、 陀螺 与 惯 导平 台 、 导航 计算 机 、 导 航 算 法 、
补 偿 算 法 、控 制 显 示 器 和 供 电系 统等 组 成 ， 它 的 基 本 原 理 是 根 据 牛 顿 提 出 的相 对 惯 性 空 间 的 力 学
定 律 ，利 用 陀螺 、加 速 度 计 等 惯 性 元 件 感 受运 行
位。
形 、地 物 和 地 貌 特 征 进 行 导 航 ，是 将 地 形 图数 据 库 、地 形 图匹 配 技 术 和 航 位 推 算 导 航 技 术 相 结 合 的一种 精确 导航 定位 系统 。
目前 ，我 国农 机பைடு நூலகம்自动 驾 驶 导 航 系 统 的研 究 主
要 集 中在 卫 星 导 航 系 统 和 惯 性 导 航 系 统 。卫 星 导 航 系 统 提 供 精 确 的定 位 信 息 用 来 实 时 确 定 农 机 的 位 置 数据 ，更 新 频 率 能达 到 ｌ ０ Ｈ ｚ ，基本 满 足 农 机 行 走 速 度 的要 求 。惯 性 导 航 系 统 主 要 用 来 辅 助 确