拖拉机自动导航技术PPT课件
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范性操作，示范带动农业生产方式转变和机械化水平的提高，使农作物 种植实现规范化、集约化、标准化。 2 可降低劳动强度，提高田间作业质量
GPS导航自动驾驶技术通过在拖拉机上安装电动方向盘，控制系统 根据设计路线实现自动转向，驾驶操作人员不用关注拖拉机方向盘和行 走方向，可降低驾驶操作人员的作业疲劳度，提高田间作业质量。 3
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3.可延长作业时间，提高作业效率
GPS导航自动驾驶技术不受作业时间的限制，大大提高了机车的出勤率 和时间利用率，缩短了播种期。
5.可以提高作业精度，避免漏行作业；
有关研究表明：最好的农机手在进行田间作业时能达到的精 度是10cm ，若在经过一天的劳作后，精度还会大大降低，而基于差分GPS(DGPS)的自 动导航农机作业精度可达到 3cm。
6.可提高农业资源利用率，降低生产成本，提高投入产出比；
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农业机械导航技术的基本原理
导航方式
信标导航 机器视觉导航 GPS导航
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信标导航
• 这种导航方式是在拖拉机的工作环境内安放若干个位置标 志，拖拉机通过安装在机体上的测量装置（如超声波、激 光、电磁感应传感器）测知拖拉机与各个信标之间的位置 关系（如距离或角度），推算出自身的位置，从而使拖拉 机按照预定的路线行驶。 其导航原理如右图所示
少研究成果，但离实用化和商品化还有很大距离，主要问
题:可靠性不高，存在较大的行走误差;行走速度低，效率
有待提高;制造成本较高。
•
鉴于以上原因，在以后的研究开发中必须解决几方面
的关键技术。一是智能化的路径识别和定位。由于拖拉机 的作业环境非常复杂，行走路线的智能化识别和定位必须 解决；二是转向机构的优化设计。转向机构直接决定拖拉 机运动的灵活性和控制的复杂性，为了设计出合适的转向
机构必须进行运动学和动力学分析，同时运用优化理论来 设计转向结构；_三是提高系统的实时性，由于图像处理 的计算量大，导致系统的实时性差。为解决这一问题，应 努力寻求图像表达与解释的新方法.在图像处理和识别软 件设计方方面力求算法的快速性和有效性.
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视觉导航
拖拉机的视觉导航是由CCD摄像机对周围环境实时探 测所获得的信息，规划出所需路径，并能够沿该路径在没 有人工干预的情况下.移动到预定目标。它具有信息探测 范围宽、目标信息完整等优势.是目前国内外研究较多的 导航方式。
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GPS导航
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全球定位系统(GPS)的出现是现代导航技术的重大突破 ，具有定位精度高、时间精度准确、使用范围广、可全天 候使用以及易与信息设备相连等特点，是非常适合拖拉机 野外作业的导航系统。
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我国农业机械导航技术研究进展
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存在的问题及解决方法
•
在过去几十年中，拖拉机自动导航技术已经取得了不
拖拉机自动导航技术
12级农机一班 赵芳
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1
• 农业机械导航技术的目的和意义 • 农业机械导航的基本原理 • 我国农业机械导航技术研究进展
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2
农业机械导航技术的目的与意义
作为精细农业的一个重要分支，农业机械智能导航技术正越来越受到 关注，其主要优点包括：
1.农田标准化作业 农业生产逐步由传统农业向现代农业跨越，形成了标准化作业和规
GPS导航自动驾驶技术通过在拖拉机上安装电动方向盘，控制系统 根据设计路线实现自动转向，驾驶操作人员不用关注拖拉机方向盘和行 走方向，可降低驾驶操作人员的作业疲劳度，提高田间作业质量。 3
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3.可延长作业时间，提高作业效率
GPS导航自动驾驶技术不受作业时间的限制，大大提高了机车的出勤率 和时间利用率，缩短了播种期。
5.可以提高作业精度，避免漏行作业；
有关研究表明：最好的农机手在进行田间作业时能达到的精 度是10cm ，若在经过一天的劳作后，精度还会大大降低，而基于差分GPS(DGPS)的自 动导航农机作业精度可达到 3cm。
6.可提高农业资源利用率，降低生产成本，提高投入产出比；
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农业机械导航技术的基本原理
导航方式
信标导航 机器视觉导航 GPS导航
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信标导航
• 这种导航方式是在拖拉机的工作环境内安放若干个位置标 志，拖拉机通过安装在机体上的测量装置（如超声波、激 光、电磁感应传感器）测知拖拉机与各个信标之间的位置 关系（如距离或角度），推算出自身的位置，从而使拖拉 机按照预定的路线行驶。 其导航原理如右图所示
少研究成果，但离实用化和商品化还有很大距离，主要问
题:可靠性不高，存在较大的行走误差;行走速度低，效率
有待提高;制造成本较高。
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鉴于以上原因，在以后的研究开发中必须解决几方面
的关键技术。一是智能化的路径识别和定位。由于拖拉机 的作业环境非常复杂，行走路线的智能化识别和定位必须 解决；二是转向机构的优化设计。转向机构直接决定拖拉 机运动的灵活性和控制的复杂性，为了设计出合适的转向
机构必须进行运动学和动力学分析，同时运用优化理论来 设计转向结构；_三是提高系统的实时性，由于图像处理 的计算量大，导致系统的实时性差。为解决这一问题，应 努力寻求图像表达与解释的新方法.在图像处理和识别软 件设计方方面力求算法的快速性和有效性.
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视觉导航
拖拉机的视觉导航是由CCD摄像机对周围环境实时探 测所获得的信息，规划出所需路径，并能够沿该路径在没 有人工干预的情况下.移动到预定目标。它具有信息探测 范围宽、目标信息完整等优势.是目前国内外研究较多的 导航方式。
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GPS导航
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全球定位系统(GPS)的出现是现代导航技术的重大突破 ，具有定位精度高、时间精度准确、使用范围广、可全天 候使用以及易与信息设备相连等特点，是非常适合拖拉机 野外作业的导航系统。
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我国农业机械导航技术研究进展
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存在的问题及解决方法
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在过去几十年中，拖拉机自动导航技术已经取得了不
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12级农机一班 赵芳
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• 农业机械导航技术的目的和意义 • 农业机械导航的基本原理 • 我国农业机械导航技术研究进展
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农业机械导航技术的目的与意义
作为精细农业的一个重要分支，农业机械智能导航技术正越来越受到 关注，其主要优点包括：
1.农田标准化作业 农业生产逐步由传统农业向现代农业跨越，形成了标准化作业和规