自动化插秧能极大解放生产力，国内目前的导航技术主要依靠卫星定位以及组合导航定位，存在价格较高且受环境影响较大的缺点，视觉导航插秧研究方兴未艾。本文针对插秧机的导航搭建视觉导航系统，提出利用农田边界和插秧机侧边秧苗导航的策略，并在路面和田间开展了相关实验。
　　主要研究内容和研究成果如下：
　　1)完成基于VP4E的视觉导航平台搭建。选用洋马VP4E插秧机作为导航移动平台，对转向系统进行改装，实现导航自动转向控制；对视觉传感器、卫星定位装置进行选型，满足课题所需定位精度和实验环境需要，将视觉传感器集成于导航移动平台。
　　2)完成基于单目视觉的导航软件研发。研究单目视觉为主的视觉导航方法，实现纯视觉的插秧机自动导航。利用导航作业目标对象在同平面的约束条件，应用改进的逆投影变换方法将获取图像转化为与尺度因子已知的俯瞰图；针对插秧作业特点，创新性设计并实现自适应检测和选择农田边界或秧苗为导航线的导航策略；通过优化图像处理方法和直线拟合算法提取导航线并计算相对位置信息。
　　3)实现参数融合及控制功能。探究在有高精度卫星导航定位情况下的卡尔曼滤波及扩展卡尔曼滤波融合，进行理论研究与软件实现；利用与卫星导航定位装置的底层通信，提取相关字段得到定位信息，计算得到高斯投影坐标系下的横纵坐标；在二轮车模型中利用纯追踪算法对导航参数计算前轮转角，并根据前轮转角与传动装置间的比例计算电机的控制角度，根据内置反馈和硬件修正输出控制信息和指令。
　　4)进行单目视觉导航系统综合验证。开展视觉定位精度实验及沥青路面和田间视觉导航精度实验；a)导航策略模拟程序表明航向偏差和横向偏差在观测范围内不随时间累积，导航策略可行;b)视觉定位精度实验证明理想情况下本文方法视觉定位平均横向偏差小于2cm，标准差小于3cm，角度测量平均误差小于0.14°，标准差小于0.7°；c)沥青路面实验表明本文方法能够正确识别秧苗和(路面)边界，实现视觉导航；d)田间实验表明本文方法能在顺光和逆光条件下识别秧苗和农田边界，进行纯视觉导航，在速度为0.5m/s时，导航偏差小于0.2m。本系统的研究验证了视觉定位精度的可靠性和基于单目视觉的插秧机导航的可行性，对插秧机视觉导航研究具有参考价值，为插秧机视觉导航的商业化奠定基础。