随着精细农业的日益发展,自动导航技术在农业生产中发挥着愈来愈重要的作用。本文根据葡萄园田间的复杂作业环境和农机农艺要求,对葡萄行间自动导航关键技术进行研究。在研究各类导航传感器的基础上,搭建履带拖拉机导航系统试验平台,开发基于LabVIEW的导航监控软件,研究导航控制方法,最后通过试验验证导航平台的控制性能和合理性。主要研究内容如下:(1)搭建导航系统硬件平台。研究GPS、航姿参考系统(AHRS)和激光雷达测距仪的测量原理和误差标定方法,搭建导航传感器系统;完成履带拖拉机试验平台的改装,通过下位机控制履带拖拉机进行转向,进而实现导航系统试验平台的运动控制。(2)开发导航系统监控软件。基于LabVIEW开发监控导航平台的上位机软件,实时采集履带拖拉机的经度、纬度、海拔、航向角和周围的环境信息,并对导航信息进行实时处理。该上位机软件的设计包含串口通信、数据解析、动态数据显示、数据存储、动态导航显示与平台控制六个模块,最终实现导航信息采集、数据显示与平台控制等多项功能的融合。(3)研究导航控制方法。研究了 GPS直线导航的路径跟踪决策方法、激光雷达直线导航的路径拟合算法和模糊控制导航算法。针对履带拖拉机导航试验平台的高度非线性问题,采用模糊控制算法来设计导航决策控制器。建立了履带拖拉机的运动学模型,基于MATLAB进行仿真分析,验证了导航路径跟踪控制算法的控制效果。(4)试验研究。在前期理论研究和搭建导航试验平台的基础上,开展导航传感器的相关精度测试试验;以履带拖拉机自动导航平台为基础,进行直线导航路径跟踪试验,并对试验数据进行分析处理,试验结果表明自动导航系统的控制精度基本满足葡萄园的田间作业要求。