随着农业向机械化、自动化和智能化方向不断发展,智慧农业已成为未来农业发展的必然趋势。农田智能化监测是智慧农业的一个重要应用领域。现阶段农田监测大部分采用单一的方式,为了实现农田全面监测与管理,需要将农田内部监测与农田外围监测相结合,而农田内部与外围监测的关键是执行不同巡检任务的农业机器人可以按照预定路径进行自动导航。由于农田内部相邻作物行距离较近,GPS导航无法满足精度要求,因此使用视觉导航进行作物行间巡检;农田外围环境复杂,视觉导航难以适应复杂的场景,因此使用GPS导航进行农田外围巡检。针对导航任务需求,对两种导航方式进行研究,并设计研发了低成本的农业机器人自主导航系统。具体研究内容如下:（1）作物行间视觉导航系统设计。通过对比不同颜色空间的处理效果,采用受阴影与光照影响较小且分割效果比较好的Lab颜色空间的a分量进行图像处理;同时应用Mini Batch K-means聚类算法进行图像分割以提高图像处理速度;为了降低异常导航点对拟合导航线的影响,使用RANSAC稳健回归更加精准地拟合导航线。（2）农田外围GPS导航系统设计。使用GPS接收机与姿态传感器获取机器人位姿信息,通过与预设路径进行对比,控制机器人向目标位置移动,同时在移动过程中利用4G通信模块实时上传位置信息。为了实现路径规划与机器人实时位置显示,调用百度地图API进行远程终端系统的开发。（3）导航功能测试。在四足机器人平台上进行试验测试,试验结果表明该导航系统能够实现相关功能,满足农田自主导航任务要求,验证了导航系统的可行性,具有一定的理论与实用价值。